JP2016529121A - 翼形部の被覆具および翼形部の研磨方法 - Google Patents

翼形部の被覆具および翼形部の研磨方法 Download PDF

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Abstract

翼形部の被覆具は、翼形部の研磨中に、翼形部の前縁、後縁、及び翼端を保護するように構成されている。翼形部を研磨する方法で、この被覆具を使用する。【選択図】図1

Description

本出願は、2013年8月28日に出願された米国仮特許出願第61/870,980号、2013年11月21日に出願された米国仮特許出願第61/907,207号、2013年12月9日に出願された米国仮特許出願第61/913,439号、及び、2014年5月21日に出願された米国仮特許出願第62/001,425号の優先権を主張するものであり、これらの全開示は、言及により本明細書に組み込まれる。
本発明は、翼形部の被覆具、並びに翼形部の研磨方法における被覆具の使用に関するものである。
ガスタービンエンジンにおける一層の効率向上への要求が、1〜5μ inch程度の表面粗度Raを有する超精密(低表面粗度)翼形部への要求を導いている。NASAは、非特許文献1において、スーパー仕上げ、スーパー研磨、ウルトラ仕上げ、高精度表面仕上げとしても知られるウルトラ研磨によって5μ inch仕上げに仕上げられた業界標準仕上げの圧縮機動翼が、約0.5%のエンジン効率の増大を実現できることを実証した。
Rosler社、Sweco社、Giant社、Royson社などによって販売されたメディア仕上げ装置とともに一般に提示された方法のようなメディア仕上げプロセスは、ほとんどの金属表面を研磨でき、7〜25μ inch程度の表面粗度Raの測定値を達成することが広く知られている。このメディア仕上げプロセスは、通常、偏心錘を回転させる電動モータによって振動された、様々な形状、砥粒(abrasive)の容積・大きさの硬質のセラミックメディア石を充填された、桶型(tub style)、バッチ処理槽(batch bowl)、又は連続的流動式バレル研磨機(continuous flow-through vibratory finisher)からなる。硬質のセラミックメディアは、容器内に装入され、そして、その容器を振動させる動作によって、そのメディアが、ある方向へ流動し、容器内を回る。通常、研磨処理を補助するため、水と研磨コンパウンドが容器内に添加され、場合によっては、その工程を促進するために、ペースト又は粉末が添加される。研磨される予定の工作物は、メディアとともに流動できるように、容器に加えられる。それらの一部が容器内で静止位置に固定されていてもよいが、これは一般的ではない。好適な研磨機の一例が特許文献1に示されており、同文献は、参照により本明細書に組み込まれる。
高エネルギータンブリング又は遠心仕上げやドラッグフィニッシシングのような高エネルギー仕上げプロセスは、より低い表面仕上げ状態を達成できる。しかしながら、これらのプロセスの高エネルギー性は、部品の寸法に影響を与えうる尖った縁部の喪失をもたらす可能性がある。
ガスタービンエンジンの翼形部のような精密公差の部品を研磨することに関して言えば、研磨プロセスは、翼形部の前縁・後縁や翼端の角部のような尖った曲縁部や角部において、挑戦的であるかもしれない。
前縁・後縁や翼端の角部の寸法の変化は、翼形部の機械的特性や空気力学的効率に重大な悪影響を持つ可能性がある。従って、精密公差の翼形部をスーパー研磨するプロセスは、これらの部分や場合によっては他の部分の寸法を維持できなければならない。
米国特許第6,262,154号明細書 William B. Roberts et al, "The Effect of Ultrapolish on a Transonic Axial Rotor", ASME Turbo Expo 2005 International Gas Turbine and Aeroengine Congress Reno Nevada, June 6 to 9, 2005.
本発明の目的は、タービン翼(turbine blades)のような部品の精密公差での寸法を変化させることを回避しうるスーパー研磨メディアプロセス(super-polishing media process)を提供することである。
別の目的は、研磨プロセス中に、翼形部(Airfoil)の部品を保持及び保護するために構成された翼形部被覆具(Airfoil masking tool)を提供することである。
これらの目的は、
被覆具に翼形部を取り付け、その取り付けられた翼形部を提供するために、その被覆具は、少なくとも、その翼形部の前縁、後縁、又は翼端の一つを被覆し、
その取り付けられた翼形部を研磨機に設置し、
5μ inch未満の表面粗度Raを有する研磨された翼形部を形成するために、5μ inch未満の表面粗度Raを提供する流れ角度で研磨メディアを翼形部の露出表面と接触させることによって、その取り付けられた翼形部を研磨し、
その研磨された翼形部をその被覆具から取り外す、翼形部を研磨する方法によって達成される。
これらの目的は、また、
研磨中、翼形部を所定位置に保持し、少なくとも、その翼形部の前縁、後縁、又は先端部の一つ、若しくは任意の縁又は表面を被覆するように構成及び配置された本体、を備えた、
研磨中に翼形部を保持するように構成された、翼形部被覆具を用いることによって達成される。
本発明は、以下、添付された限定されない図面を参照して説明される。
図1は、研磨中、部品、この場合は翼形部1を保持するために設計された被覆具7を示す。研磨メディアが翼形部の露出面に接触し、前縁2、後縁3、又は翼端4には直接接触できないように、器具7は、翼形部1の前縁2、後縁3、又は翼端4を少なくとも覆って構成された。翼形部1は、翼形部の根元を保持する末端蓋部6によって本体5内で保護されるとともに、この領域の研磨を防止できる。本体5及び末端蓋部6は、限定されるものではないが、鋼鉄、チタン、アルミニウム、又はニッケル合金などの金属で、若しくは、限定されるものではないが、ABS、ナイロン、強化ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、デルリン、又はこれらの組み合わせなどの様々な硬度のゴム又はプラスチックのような非金属材料で、構成されることができる。被覆具7は、それらが多数回使用されうるように、被覆具7の摩耗及び材料損失が最小限となるように設計されていてもよい。
図2に示すように、複数の翼形部被覆具8は、一列9にまとめられていてもよく、それによって、研磨される複数の翼形部10を覆って配置されていてもよい。複数の翼形部10は、レール11のスロットの各々に配置されてもよい。その被覆具の集合体(masking tool assembly)に、各翼形部の前縁、後縁、及び翼端が、その対応する被覆具8に自動的に一列に並べられるように、取り付ける。好適には、流れ角度と呼ばれた、メディアの流れ方向と翼形部の前縁/後縁の翼弦の軸の向きとの間と同じ角度で、研磨メディアの流れが表面に接触できるように、その研磨された翼形部の露出面は、一列に並べられるべきである。
そして、図3に示すように、翼板(blade)のレール12又は個々の被覆具7は、ベースプレート13上に嵌め込まれていてもよい。多数の翼板12のレールは、同じ大きさ及び形状のものであってもよいが、ベースプレート13上の近接するスロットに装着されうる異なった部品設計のものであってもよい。そして、完全に装着されたベースプレート13は、タンブリング機などの研磨機に固定されていてもよい。同様に、翼板は、図3に示された直線状の配列に代えて、曲線状又はジグザグ状の配列のような他のパターンで編成されていてもよい。さらに、その被覆具は、器具及び翼板を正しい位置に保つために、レールなしで、磁性部品によって強磁性ベースプレート上に固定されていてもよい。さらに、翼板は、タンブリング機又はドラッグフィニッシング機に限定されない、例示の研磨機のタイプにより適した他の器具構造体に取り付けられていてもよい。
図4に示す通り、翼付ディスク(blade disks)又は回転翼(rotor)14は、回転翼ハブ(rotor hub)に不可欠な翼形部15からなる周知のエンジン部品である。前縁16、後縁17、及び翼端18は、タンブリング(tumbling)プロセスにおける過度の部材の除去を防止するために、図5に示す通り、そして図6の完成した組立品21として、被覆具19、20を用いて保護されてもよい。その被覆具は、限定されないが例えば、鋼鉄、チタン、アルミニウム、又はニッケル合金などの金属、若しくは限定されないが例えば、様々な硬度のゴム、又は、ABS、ナイロン、強化ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、デルリン、又はこれらの組み合わせなどのプラスチック、のような非金属材料から形成されていてもよい。
図10に示すヴェイン・セクタ(vane sector)27は、翼形部22、及び翼形部が取り付けられた外側板23及び内側板24からなる周知のエンジン部品である。翼形部の前縁25および後縁26は、研磨プロセスにおける過度の部材の除去を防止するために、二つの部分からなる被覆具30を、さらに上側部29及び下側部28からなり、そして図10の完成した組立品31として用いることによって保護されてもよい。その被覆具は、限定されないが例えば、鋼鉄、チタン、アルミニウム、又はニッケル合金などの金属で、若しくは、限定されないが例えば、様々な硬度のゴム、又は、ABS、ナイロン、強化ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、デルリン、又はこれらの組み合わせなどのプラスチック、のような非金属材料から形成されていてもよい。
本発明は、加工対象物の大量表面仕上げ、特に翼形部を保持する翼形部被覆具、のための任意の適切な研磨機に適用できる。図9は、好適な研磨機の例示的な実施形態を示す。その研磨機は、図9で円形又はトロイド形として描かれ、これ及び関連した形状では「槽(bowl)」と呼ばれる、容器又は桶状体(tub)100からなる。辞書におけるその定義によれば、「トロイド」の語は、「平面閉曲線を、それと交差しないが同じ平面内にあるラインの周りに回転させて生成される面」を意味する(Merriam-Webster's Collegiate Dictionary, 10th Edition, 1993)。その形状は、より口語的には、ドーナツ状と呼ばれる。トロイドは、本実施形態の桶状体100の形状を記述する最良の方法であるが、本発明は、この特定形状に限定されず、また、ここで使用された「トロイド」の語は、厳密な数学的定義を満たす構造に限定されるべきではないことは、理解されるであろう。立体幾何学などに精通した者は、トロイドの機能的等価物が若干異なる形状を使用して達成され得るが、これらが本発明の請求項に含まれることを、当然認識するだろう。本発明に使用され得るその他の容器の形状は、木鉢(troughs)、楕円形(ovals)、レーストラックの形状を含むが、限定されない。
桶状体100は、全体的にドット部112によって指定された仕上げメディアを保持する。仕上げメディアは、通常、形状、大きさ、組成が均一になるように選択された小さな物の集合体であり、加工対象物に衝突して仕上げをし、それらの研磨又は摩耗の働きを実行する。本発明で使用するために選択される仕上げメディアの性質および種類は本発明にとって重要ではないが、典型的なメディアとして、天然石、砂、磁器材、様々な形状およびサイズのセラミック粒子、金属の玉、何らかの天然有機メディア(例えば、クルミ殻)、ポリマー系材料、若しくはハイブリッド多成分メディア(例えば、ダイヤモンドなどの砥粒が埋め込まれたプラスチック又は磁器材料)が含まれる。個々のメディア片は、仕上げを施される加工対象物とそれらを区別するために、「作用体」とも呼ばれる。図9では、研磨される加工対象物113は、オープンホイール113として示されている。単純なオープンホイールが示されているものの、添付の図面の翼形部で示されるような、はるかに複雑な形状の加工対象物の場合に、本発明によって大きな効果が得られること、および、図9の簡単な例示は、請求項に係る発明を限定するものとしてではなく、概略的な例示を目的として記載されていることは、理解されるであろう。
本発明は、さらに、図9に矢印114で示す概ね回転動作で、桶状体100内のメディア112を動かすための手段を含む。桶状体100内のメディア112の制御は、当技術分野で一般によく理解されており、本明細書で詳細に解説はしない。桶状体100の動きを利用してメディア112を動かすことができる方法についての例示的な解説は、例えば、米国特許第3,464,674号の第3段落26行〜第4段落38行、及び、米国特許第4,428,161号に記載されており、これら両方の文献の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。例えば、桶状体にモータを柔軟に取り付けることができ、モータシャフトに偏心取り付けされた錘を用いて、振動が所望される場合にモータ及び桶状体を振動させることができる。
図9で示された本発明の一実施形態は、メディア112の中で研磨されるべき加工対象物113を位置調整及び回転するために、回転シャフト又はスピンドル121として例示される位置調整・回転装置を利用する。シャフト121は、メディアが回転する回転軸122に対して傾斜した回転軸124の周りで、加工対象物113を回転又は静止保持することができ、また、加工対象物113を保持又は回転するときに、桶状体100に対して加工対象物113の位置を動かすことはない。加工対象物113は、加工対象物113を研磨するための最も望ましい向きにするために、軸124に対して加工対象物を任意の角度で静止保持又は回転するように構成されることができる。位置調整・回転装置を使用する代わりに、加工対象物を桶状体100内の固定位置に取り付けることができる。
本明細書で開示された研磨機の2つの非限定的な例に加えて、他の研磨機を使用することができる。本発明は、研磨される加工対象物に対する研磨メディアの流れ角度を調整することが可能な任意の研磨機に適用できる。特に翼形部を整列させて、前縁、後縁、及び翼端を保護することにより、翼形部の露出面を、より高程度に研磨することができる。好ましい研磨機は、タンブリング機(tumbling machine)、高エネルギー遠心バレル仕上げ機(high energy centrifugal barrel finishing machine)、又はドラッグ仕上げ機(drag finishing machine)である。好ましいメディアは、セラミックである。研磨機は、砥粒ペーストの使用の有無にかかわらず、翼形部の露出面に対して所望の流れ角度でメディアを流すように構成されなければならない。好適には、流れ角度は、5μ インチ未満の表面粗度Raが得られるように選択される。適切な流れ角度の例は、翼形部の前縁/後縁の翼弦軸の向きに対して50〜0度、より好適には40〜10度、最も好適には20〜10度である。
両側部に振動モータを有するタンブリング機では、一方を、0〜50度に、より好適には+10〜40度に、さらに好適には+10〜20度に設定することができ、他方の側のモータを、0〜-50度に、より好適には-10〜-40度に、さらに好適には-10〜-20度に設定することができる。一方、流れ角度が、翼形部の前縁/後縁の翼弦軸の向きに対して所望の角度で、50〜0度、より好適には40〜10度、さらに好適には30〜10度、最も好適には20〜10度の範囲内であるように、必要に応じて、メディアの流れ角度を変えるためにモータの向きを変更することができる。
図4に示された翼付きディスク又は回転翼14は、回転翼ハブ(rotor hub)と一体の翼形部15で構成された周知のエンジン部品である。タンブリングプロセスにおいて材料が過度に除去されることを防ぐために、前縁16、後縁17、及び翼端18は、図5に示された被覆具19、20を用いて、図6の完全なアセンブリ21として保護することができる。被覆具は、限定するものではないが、鋼鉄、チタン、アルミニウム、又はニッケル合金などの金属で、若しくは限定されないが例えば、様々な硬度のゴム、又は、ABS、ナイロン、強化ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、デルリン、又はこれらの組み合わせなどのプラスチック、のような非金属材料で形成されていてもよい。
金属翼形部を研磨するための好適なメディアは、Rosler RPP6279砥粒ペースト(abrasive paste)の他に、Rosler社から入手可能なRCPの、磁器製で無砥粒性の研磨石のようなセラミックメディアを含む。しかしながら、このようなメディアは、通常、BlackGold(登録商標)などの耐浸食処理塗膜剤でコーティング処理が施された翼形部を研磨するのには適していない。意外にも、4μ inch未満のレベルの表面仕上げを得られることが判明した方法は、メディアがダイヤモンドペーストを含むものであった。BlackGold(登録商標)コーティングを研磨するのに使用されたペーストは、1ミクロンのダイヤモンド粉末と、ダイヤモンド粉末をセラミックメディアの表面に保持する役目を果たすガム、及び、一般に金属組織研磨に使用されて研磨プロセスの加速を助ける水溶性油と、を含んだ。
好適には、研磨ペーストは、研磨メディアとキャリアとを含む。研磨メディアは、翼形部を研磨するのに適した任意のメディアとすることができる。適切なメディアの例として、限定するものではないが、セラミックとダイヤモンドが含まれる。そのメディアに適した任意のキャリアを使用することができる。好ましいキャリアは、ガム、水、および油を含む。
好ましい研磨ペーストは、以下の成分を含む:
4〜24mL、好適には8〜16mL、より好適には10〜13mLの範囲内の少なくとも一種類のガム;
26〜104mL、好適には26〜78mL、より好適には45〜65mLの範囲内の少なくとも1種類の水溶性油;
1〜3L、好適には1〜2L、より好適には1〜1.6Lの量の水;
少なくとも一種類のセラミックメディア、この場合、上記の量は、セラミックメディア100kg当たりの量である。
成分の量は、所望量のセラミックメディアに対して、これらの範囲内で増減させて調整することができる。コーティングされた翼形部を研磨する場合、研磨ペーストは、26〜156グラム、好適には52〜104グラム、より好適には65〜78グラムの範囲内の少なくとも一種類のダイヤモンド粉末をさらに含むことが好ましい。
適切な研磨ペースト組成物の例は、
100〜600グラム、好適には200〜400グラム、より好適には250〜300グラムの範囲内のダイヤモンド粉末と、
15〜90mL、好適には30〜60mL、より好適には40〜50mLの範囲内のガムと、
100〜400mL、好適には100〜300mL、より好適には150〜200mLの範囲内の水溶性油と、
3〜10L、好適には4〜7L、より好適には4〜5Lの範囲内の水と、
200〜600kg、好適には300〜500kg、より好適には360〜410kgの範囲内のRosler RCPメディアと、を含む。
さらに、本発明は、翼形部又は他の所望の加工対象物の構造に微調整を加えるのにも適している。例えば、翼形部の寸法又は形状を変更又は修正するために翼形部の所望の部分を除去するように、研磨を実施することができる。例えば、翼形部を所望の形状に機械加工又は鋳造して、その後、寸法調整が必要な領域にメディアの作用がより多く集中するように、その部分の表面上でのメディアの流れを制御することによって、その形状の微調整を研磨と同時に実施することが可能である。翼形部の所望の部分の表面を、研磨と同時に除去することができる。この方法は、翼形部からの1ミクロン〜1ミリメートルの範囲の厚さの材料の、制御された材料除去に適している。
研磨方法について、さらに、以下の非限定的な実施例を参照して説明する。
実施例:タービン翼のような部品に超仕上げを施すためのプロセスは、以下の部品で構成される。
1.タンブリング機
本実施形態のプロセスで使用されたタンブリング機の例は、Waleter Trowal MV-25であった。
2.セラミックメディア
このプロセスで使用されるセラミックメディアは、研磨されるべき部品のすべての領域に接触させるのに適した、ほとんどあらゆるメディアとすることができる。このプロセスの一実施形態では、部品を処理するために、Rolser RCPの、磁器製で無砥粒性の研磨石を使用した。
3.砥粒ペースト
このプロセスで使用された砥粒は、
2.5kgのRoslerペースト(RPP6279)、Rosler RPP579、又は、Walther Trowal SDB Trowapast PKPと、
5Lの水と、を含み、
そして、800〜900lbsのRosler RCPメディアと共に使用するのに適切な量であった。
4.静止固定部品
本明細書に記載のものと同様の被覆具で保護された翼形部を、ベースプレート上に取り付けて、タンブリング機の中に装入し、そして図3に示すように、タンブラー内でプレート上に静止状態で保持した。
Walter Trowal MV-25タンブリング機は、三つの振動モータ、即ち、側部に二つとベース上に一つのモータを装備している。両側部のモータは、個別に約360度の向き設定が可能である。本実施例では、両側部のモータを、水平から10度に、すなわち一方を+10度に、他方を-10度に設定した。
動作中は、三つのモータを出力100%に設定した。メディアは、例えば全体的に翼形部の前縁から後縁へと一方向に流れて、そのメディアの流れは、14分ごとに、タンブリング機によって自動的に逆向きにされて、これにより、メディアの流れ方向は、全体的に後縁から前縁へと向かい、その後、前縁から後縁への方向にされた。このサイクルを、5時間〜5時間半にわたって繰り返した。要求される表面仕上げを達成するために、必要に応じて、時間を増減させて用いることができる。
研磨の実行が完了してから、水と、体積で2〜5%の艶出しコンパウンド(商標名Rosler FC120)で、メディア部分を45分〜1時間にわたってリンスした。この時点で、このプロセスは完了し、研磨された部品をメディアから取り出した。表面粗度Raは、5μ inch未満であった。
実施例1と同様のプロセスが、耐浸食処理塗膜剤(erosion resistant coating)であるMDS Coating Technologies社のBlack Gold(登録商標)の塗膜剤で予めコーティングを施した翼形部を超研磨するために利用された。耐浸食処理塗膜剤が翼形部に施されてから、本発明により、4μ inch未満の表面仕上げ(Ra)まで研磨を実施した。コーティング処理と研磨が施された表面仕上げの保持力は、研磨・コーティング処理が施され、及び、コーティング処理が施されていない面を、砥粒メディアとしてアリゾナの道路粉塵を用いて浸食に曝すことによって、比較された。図7は、浸食試験の結果を示している。図7に示された結果は、研磨された塗膜が、浸食条件下において、10μ inch未満のRaに表面仕上げを長引かせ、維持したことを示している。これに対し、コーティング処理が施されなかった研磨面は、同じ条件で、表面仕上げが34μ inchのRaとなる結果が得られた。浸食試験手順を図8に概略的に示している。
コーティング処理されたガスタービン翼を研磨するための砥粒ペースト(実施例1、項目3)は、
1ミクロンのダイヤモンド粉末を275gと、
45mLのキサンタンガムと、
200mLの水溶性油(Anamet防錆剤)と、
4〜5Lの水、であり、
そして、360〜410kgのRosler RCPメディアと共に使用するのに適切な量であった。
請求項に係る発明について、その具体的な実施形態を参照して詳細に説明したが、請求項に係る発明に対して、その趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の変更および変形を実施できることは、当業者には明らかであろう。
図1は、被覆具を示す。 図2は、一列に並べられた複数の翼形部被覆具を示す。 図3は、ベースプレートを示す。 図4は、翼付きディスク又はロータを示す。 図5及び図6は、翼付きディスク又はロータを、被覆具と共に示す。 同上。 図7は、浸食試験の結果のグラフを示す。 図8は、浸食試験手順を示す。 図9は、研磨機を示している。 図10は、ヴェイン・セクタを被覆具と共に示す。

Claims (30)

  1. 研磨中に翼形部を保持するように構成された翼形部被覆具であって、
    研磨中に翼形部を所定位置に保持するとともに、該翼形部の前縁、後縁、又は翼端のうちの少なくとも1つ、若しくは磨耗から保護されるべき該翼形部の任意の縁部又は面を覆うように構成及び配置された本体を備えた翼形部被覆具。
  2. 前記翼形部の前縁、後縁、及び翼端を覆って構成及び配置された前記本体をさらに備えた、請求項1記載の翼形部被覆具。
  3. レールに翼形部被覆具をさらに備えた、請求項1記載の翼形部被覆具。
  4. 一列に相互に結合された複数の翼形部被覆具をさらに備えた、請求項1記載の翼形部被覆具。
  5. 機械的手段を用いて該被覆具を取り付けるためのベースをさらに備えた、請求項1記載の翼形部被覆具。
  6. 強磁性ベースプレート上に該被覆具を固定するための磁性板又は保持具をさらに備えた請求項1記載の翼形部被覆具。
  7. 翼形部の表面に仕上げを施すための装置であって、
    トロイド形の桶状体と、
    該トロイド形の桶状体内の仕上げメディアと、
    前記槽桶状体内における略回転する螺旋動作によって、前記桶状体内で前記メディアを動かすためのモータと、
    研磨中に翼形部を所定位置に保持するとともに、該翼形部の前縁、後縁、又は翼端のうちの少なくとも1つを覆うように構成及び配置された本体を備えた翼形部被覆具と、を備える装置。
  8. 傾斜した回転軸の周りで、かつ前記本体が回転する際、前記メディアが循環し、前記桶状体に対し前記本体の位置を動かさない回転軸と交差せずに、
    前記メディア内に翼形部を収容した、前記本体の位置調整し、及び、前記本体の回転するための位置調整・回転装置をさらに備えた請求項7記載の装置。
  9. 前記位置調整・回転装置が回転シャフトを備えた請求項8記載の装置。
  10. 複数の回転シャフトを備えた請求項9記載の装置。
  11. 前記位置調整・回転装置が、前記傾斜の角度を変化させるように構成された請求項9記載の装置。
  12. 前記メディアが、砂、石、金属、磁器材、天然有機材料、セラミック、及び、ポリマー組成物又はハイブリッド多成分メディア、からなる群から選択された請求項7記載の装置。
  13. 前記メディアが、化学組成物をさらに備えた請求項12記載の装置。
  14. 前記桶状物の形状が、トロイド形、ボウル形、木鉢、楕円形、及びレーストラック形状からなる群から選択された請求項7記載の装置。
  15. 翼形部を研磨する方法であって、
    取り付けられた翼形部を作成するために、該翼形部の前縁、後縁、又は翼端のうちの少なくとも1つを被覆する被覆具に前記翼形部を取付け、
    前記取り付けられた翼形部を研磨機の中に配置し、
    5μ inch未満の表面粗度Raを有する研磨した翼形部を形成するために、5μ inch未満の表面粗度Raが得られる流れ角度で、研磨メディアに前記翼形部の露出面を接触させることにより、前記被覆具によって研磨中の前記翼形部の前縁、後縁、又は翼端のうちの少なくとも1つの改変を防ぎつつ、前記取り付けられた翼形部を研磨し、
    前記取り付けられた前記翼形部を前記被覆具から取り外すことを含む方法。
  16. 翼形部の露出面が一列に並べられるように、複数の取り付けられた翼形部をベースプレート又はホルダに取り付け、選択された流れ角度で研磨メディアが該翼形部の露出面に接触するように前記研磨を行うことをさらに含む請求項15記載の方法。
  17. 前記流れ角度は、前記翼形部の前縁/後縁の翼弦の軸の向きに対して50〜0度である請求項15記載の方法。
  18. 前記翼形部が耐浸食処理塗膜剤で被覆された請求項15記載の方法。
  19. 前記研磨メディアが砥粒ダイヤモンド研磨ペーストを含む請求項18記載の方法。
  20. 前記所望の表面仕上げを達成するための研磨工程所要時間が、コーティングされていない翼形部の場合の請求項7記載のプロセスよりも短い請求項19記載の方法。
  21. 研磨済みのコーティングされていない物品と比較して、前記研磨されコーティング処理された物品の表面仕上げが、浸食条件下で、より長い期間にわたって顕著に平滑に維持される請求項18記載の方法。
  22. 研磨済みのコーティングされていない物品と比較して、前記研磨されコーティング処理された物品の研磨された表面からの材料損失が最小限に抑えられる請求項18記載の方法。
  23. 前記研磨メディアは、Rosler RCPメディアの100kg当たり、
    26〜156グラムの範囲内のダイヤモンド粉末と、
    4〜24mLの範囲内のガムと、
    26〜104mLの範囲内の水溶性油と、
    1〜3Lの範囲内の水と、を含む請求項19に記載の方法。
  24. 前記研磨メディアは、Rosler RCPメディアの100kg当たり、
    52〜104グラムの範囲内のダイヤモンド粉末と、
    8〜16mLの範囲内のガムと、
    26〜78mLの範囲内の水溶性油と、
    1〜2Lの範囲内の水と、を含む請求項19記載の方法。
  25. 前記研磨メディアは、Rosler RCPメディアの100kg当たり、
    65〜78グラムの範囲内のダイヤモンド粉末と、
    10〜13mLの範囲内のガムと、
    45〜65mLの範囲内の水溶性油と、
    1〜1.6Lの範囲内の水と、を含む請求項19に記載の方法。
  26. 前記研磨のプロセスが、所望の位置における制御された材料除去により、前記翼形部の寸法又は形状に微調整を加えることをさらに含む請求項15記載の方法。
  27. 前記取り付けられた翼形部を前記研磨機の中に配置するとともに、前記取り付けられた翼形部を回転させるために、位置調整・回転装置を使用することをさらに含む請求項15記載の方法。
  28. 位置調整・回転装置によって、前記メディアの中で前記取り付けられた翼形部を位置調整するとともに、前記取り付けられた翼形部を回転させるときに、桶状体に対して前記取り付けられた翼形部の位置を動かさずに、前記メディアが回転する軸に対して傾斜しているが交差しない軸の周りで、前記取り付けられた翼形部を回転させることをさらに含む請求項15記載の方法。
  29. 翼形部の露出面を研磨メディアに接触させることにより、加工対象物の寸法又は形状に微調整を加える方法。
  30. 前記加工対象物が翼形部を含む請求項29記載の方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201509230D0 (en) * 2015-05-29 2015-07-15 Rolls Royce Plc Vibratory finishing apparatus, fixtures and methods
US20190194799A1 (en) 2017-12-22 2019-06-27 United Technologies Corporation Line-of-sight coating fixture and apparatus
CN115338771A (zh) * 2022-08-02 2022-11-15 河北三厦厨具科技有限公司 一种光饰涂油系统和光饰涂油方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3482423A (en) * 1968-02-26 1969-12-09 Metal Improvement Co Blade peening masking apparatus
US4447992A (en) * 1981-09-18 1984-05-15 United Technologies Corporation Shuttle for a tumbling operation
JPH11247613A (ja) * 1997-12-19 1999-09-14 United Technol Corp <Utc> 翼型保護面のシールド方法およびその装置
US6261154B1 (en) * 1998-08-25 2001-07-17 Mceneny Jeffrey William Method and apparatus for media finishing
US20130210320A1 (en) * 2012-02-15 2013-08-15 General Electric Company Titanium aluminide article with improved surface finish

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6701422A (ja) 1966-02-07 1968-07-31
US3623278A (en) * 1969-12-03 1971-11-30 Teletype Corp Deburring process
EP1219389A1 (de) 2000-12-27 2002-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Glättung der Oberfläche einer Gasturbinenschaufel
FR2863191B1 (fr) * 2003-12-04 2007-04-20 Snecma Moteurs Masque de protection pour le traitement de surface d'aubes de turbomachines
US6962522B1 (en) * 2004-05-12 2005-11-08 Bbf Yamate Corporation Barrel polishing device
SG154344A1 (en) 2008-01-09 2009-08-28 United Technologies Corp Airfoil mask, airfoil and mask system, and masking method for edge profile finishing
SG157240A1 (en) 2008-05-14 2009-12-29 Pratt & Whitney Services Pte Ltd Compressor stator chord restoration repair method and apparatus
SG195417A1 (en) 2012-06-01 2013-12-30 Pratt & Whitney Services Pte Ltd Polishing assembly and method for polishing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3482423A (en) * 1968-02-26 1969-12-09 Metal Improvement Co Blade peening masking apparatus
US4447992A (en) * 1981-09-18 1984-05-15 United Technologies Corporation Shuttle for a tumbling operation
JPH11247613A (ja) * 1997-12-19 1999-09-14 United Technol Corp <Utc> 翼型保護面のシールド方法およびその装置
US6261154B1 (en) * 1998-08-25 2001-07-17 Mceneny Jeffrey William Method and apparatus for media finishing
US20130210320A1 (en) * 2012-02-15 2013-08-15 General Electric Company Titanium aluminide article with improved surface finish

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