JP4287933B2 - Blank member holding fixture and method of attaching blank member - Google Patents

Blank member holding fixture and method of attaching blank member Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正確な形状の部品に関し、特に、正確な形状の部品を製造するための取付具に関する。そして、ここに述べる主題は、関連した継続中の米国特許出願第08/641,251号「正確な形状の部品を製造するためのブランク部材」及び米国特許出願第08/640,045号「正確な形状の部品を製造するための方法」に開示されないしは請求されている。
【0002】
【従来の技術】
多くの産業において、正確な形状の部品が使用されている。例えば、従来の、ガスタービンエンジンに用いられるブレードは正確な形状に形成されなければならない。典型的な例では、焼き流し精密鋳造や型入れ鍛造によって、金属のスターティングブランク部材、即ち出発ブランク部材をブレードの形状を持ったブランク部材に形成する。一般に、ブランク部材は、未加工もしくは加工途中の部材のことを指し、ここでいう出発ブランク部材は、先端部、この先端部から長手方向へ離間された根元部及び頂部と根元部の間を延びる中間スパン領域を含む。
【0003】
頂部には、取付形の又は一体のシュラウドを含んでもよい。多くの加工細部をブランク部材のこれらの部分に機械加工しなければならない。例えば、複数のダブテイル(dove-tail)状の形状部即ちアリを根元部に機械加工しなければならない。これらのアリによって、ブレードをエンジン内のロータディスクに固定することができる。適切なエンジン操作を行うために、これらのアリを小さな許容誤差内で形成しなければならない。これを達成するために、アリの形状を測定する基準と機械加工中ブランク部材を保持するための取付具がなければならない。参照される文献として、ギビアン(Gibian)に付与された米国特許第2,577,747号及びピーターソン(Peterson)に付与された米国特許第3,818,646号がある。しかし、ギビアンに教示されている方法は十分に正確ではないし、ピーターソンに教示された方法は複雑な取付を必要として設計、製造及び保守が高価になる。更に、ブレードの寸法と形状が異なると別の取付具を必要とする。
【0004】
また、参照方法として、低溶融合金のような材料のブロック内にブランク部材をカプセル封じするのに必要な基準を設ける方法がある。材料のブロックは、根元領域がこのブロックから延びるようにブランク部材の回りに形成される。ブロックの側面は基準面を成しており、これらからアリの形状又は他の加工細部を必要な精度で決定できる。しかしながら、ブランク部材のカプセル封じは複雑なカプセル封じ工具を必要とする。更に、アリを機械加工後、材料をブランク部材から溶出させなければならず、そのため、これを環境問題を起こすことなく処理しなければならない。
【0005】
上記の問題を解決するために、犠牲領域と3個のロケータを有するブランク部材を使用することが知られている。犠牲領域は、根元領域から長手方向へ延びている。
【0006】
3個のロケータは、取付具の対応の形状に合致するように成形され位置決めされる。ロケータの1個は、頂部に設けられた円錐形の突起である。他の2個のロケータは、犠牲領域内に機械加工されたノッチであり、その内の1個は長方形のノッチであり、他の1個はくさび状ノッチである。円錐形突起と長方形ノッチは、双方とも、重なり軸を含む平面内にある。くさび形ノッチは、重なり軸に直角な根元中心線に整合させられる角部を有する。
【0007】
取付具は、ブランク部材を受け入れるために、互いに離間された端壁を持つU字形基部を有する。端壁の1つは、円錐形孔を有する緊締機構を支持する。他の端壁は、長方形突起及びくさび形突起を有する当接部を支持する。緊締機構を作動すると、円錐形孔を動かしてブランク部材の円錐形突起に接触させる。これがノッチ形ロケータに力を加えて、当接部の対応の突起に接触させて、ブランク部材を取付具内に位置決めする。くさび形の突起の表面はくさび形の対応の表面に実質的に接触する。このような接触は、機械加工中ブランク部材が回転するのを防止するのを助け、長手方向へ最小量の締め付け力を用いるだけでブランク部材を取付具内に固定することを可能にする。それで、根元部内のアリのような加工細部をブランク部材に正確に加工して正確な形状の部品を形成できる。
【0008】
上述のブランク部材及び取付具は、関連の継続中の米国特許出願第08/641,251号「正確な形状の部品を製造するためのブランク部材」及び米国特許出願第08/640,045号「正確な形状の部品を製造するための取付具」に開示されている。このアプローチにより、部品を改良された精度で機械加工することが可能になる。また、これによって複雑な緊締機構を有する取付具を必要としなくなり、低溶解合金を用いてカプセル封じを行う必要もなくなる。取付具は製造が比較的簡単であり、異なった寸法又は形状のブレードに適合するように容易に変更できる。
【0009】
しかしながら、より良い取付具が常に求め続けられている。例えば、上述のブランクと取付具を用いるときに、機械加工中にブランク部材が回転するのを防止するために、かなりより大きな量の長手方向の締め付け力を加えなければならないことがある。しかし、より大きな力が加わると、ブランク部材が取付具内に固定されている間に変形し得る。この結果、次いで機械加工された部分の不整合が生じ得る。大きな締め付け力では、ブランク部材が永久歪みを起こす恐れもある。従って、ブランク部材を固定するために所望以上のかなり大きな締め付け力を必要としない取付具が求められる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、改良された取付具を提供することにある。
【0011】
本発明の他の課題は、より少ない締め付け力を用いて複数のロケータを有するブランク部材を固定する取付具を提供することにある。
【0012】
本発明の他の課題は、ブランク部材をより正確に機械加工できる取付具を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の態様によれば、少なくとも2個の互いに離間されたロケータを有するブランク部材を固定する取付具は、2個の互いに離間された端壁を有するU字形基部を有する取付具を含み、これら端壁の一方は緊締機構を支持し、他方の端壁は当接部を支持し、緊締機構及び当接部の少なくとも一方がこれを支持する端壁に対して自由に枢動し、ブランク部材を取付具内に固定すると、緊締機構がロケータの1個に合致し、ローケータの他の1個に力を加えて当接部に接触させる構成になっている。
【0014】
本発明の第2の態様によれば、解決すべき方法は、少なくとも2個の互いに離間されたロケータを有するブランク部材を備え、一方は緊締機構を支持し他方は当接部を支持する2個の離間された端壁であって、緊締機構及び当接部の少なくとも一方がこれを支持する側の端壁に対して自由に枢動するように構成された端壁を有するU字形基部を有する取付具を設け、緊締機構がロケータの1個に合致し、ローケータの他の1個に力を加えて当接部に接触させるようにブランク部材を取付具の固定し、続いてブランク部材を機械加工する構成になっている。
【0015】
製造技術に制約があるために、ブランク部材にノッチ状のロケータを形成する機械加工工程には不可避な不正確さがあるものである。従って、くさび形ノッチはブランク部材の完全な位置に設定されないかもしれない。例えば、くさび形ノッチは根元部の中心線に完全に整合しない、即ち、重なり軸に完全に直角にならないかもしれない。このような場合、従前の取付具は、くさび形ノッチ突起の表面とくさび形ノッチの表面間に実質的な接触が得られるようにするために、大きな量の長手方向の締め付け力を必要とする。このような接触が生じないと、表面は限られた面積でしか接触せず、ブランク部材を固定しないことがあり得る。
【0016】
枢動装置を用いることによって、本発明では、ブランク部材のロケータと取付具の対応の部分とをよりよく合致させることができる。この結果、取付具は、従前の取付具によって掛けられるよりも小さな締め付け力を掛けながらブランク部材を固定することができる。小さな締め付け力を用いると、ブランク部材が取付具内に固定された時に歪まされる可能性が減少し、これによって、続いて加工される部分の不整合を減少する。これは、また、ブランク部材を永久歪みさせる恐れを減らす。最良の実施形態では、このことは、他のロケータの位置決め及び合致を乱すことがなく達成され、これによって、ブランク部材が取付具内に望むように確実に位置決めされる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1を参照して、軸流形ターボガスタービンエンジン10は、航空機のナセル12内に設置されている。ナセル12は、ガスタービンエンジン10を囲む。エンジンは、ファン部14、圧縮部16、燃焼部18及びタービン部20から成る。軸Ae はエンジン内の中央にあり、それを円周方向に延びている。作動媒体ガス用の主流路22は軸Ae を沿って長手方向へ延びている。作動媒体ガス用の副流路24は主流路22に平行にかつ半径方向外側で延びている。
【0018】
タービン部20は、上流側高圧タービン26と下流側低圧タービン28を含む。例えば、低圧タービン28は、ステータアセンブリー30とロータアセンブリー32によって形成されている。ロータアセンブリー32は、主作動媒体流路22を横切ってロータディスク36から半径方向外側へ延びる複数のエアフォイル又はブレード34を有する。各ブレード34は、エンジン軸Ae に直角に延びる重なり軸Sによって特徴づけられている。
【0019】
図2を参照して、タービンブレード34(図1)を形成するブランク部材80は、頂部37と、これから長手方向へ離間された根元部38と、これらの間を延びる中間スパン部40を有する。プラットフォーム42は中間スパン領域40を根元領域38から分離する。プラットフォーム42は、根元領域38に隣接する内面44とこれと反対側を向いた外面46を有する。頂部37は、更に、一体のシュラウド47を含む。シュラウド47は、中間スパン領域40に隣接する内面48とこれと反対側を向いた外面50を有する。根元領域38は、複数のダブテイル部41即ちアリ41を含み、これらによってブレードがロータディスク36に(図1に示すように)係合している。根元領域38は、更に、根元領域38の幅の中央部にある根元中心Cを含む。中間スパン領域は、前縁52、これから離間された後縁54、圧力面即ち正圧面56及び吸引面即ち負圧面58を含む。正圧面及び負圧面56及び58は、前縁と後縁52及び54の間を延びている。
【0020】
ブランク部材80は、更に、犠牲領域62を含む。犠牲領域62は、根元領域38(仮想線で示されている)から実質的に長手方向へ延びている。犠牲領域62は、第1面63と、これから離間された第2面64と、第1及び第2面63及び64間を延びる第3面(図示せず)を含む。
【0021】
ブランク部材80は、更に、第1、第2及び第3ロケータ82、84及び86によって特徴づけられている。この実施形態においては、第1ロケータ82は、シュラウド47の半径方向外面50から延びる突起である。この突起は、頂部87を持つ円錐形形状を有することが望ましく、重なり軸S上にある。第2及び第3ロケータ84及び86はワイヤカット放電加工を用いてブランク部材80に機械加工される。この実施形態においては、第2及び第3ロケータ84及び86は、それぞれ、ノッチである。第2ロケータ84は犠牲領域62の第3面(図示せず)から切り出される。第2ロケータ84は、重なり軸Sと交わり根元中心線Cに平行な角部を持つ三角プリズム状のノッチであることが望ましい。第3ロケータ86は、犠牲領域62の第1面63から第2面64まで延びている。第3ロケータ86は、垂直面90を含む長方形ノッチであることが望ましい。垂直面90はそれぞれ重なり軸Sから等距離に離間している。
【0022】
続く機械加工中ブランク部材80を保持するための取付具91は、間にブランク部材80を受けるために相互に離間された第1及び第2端壁94,96を有するU字形基部92を含む。第2端壁96は基部92に一体であることが望ましい。
【0023】
第1端壁94は、その位置の調整を可能にするために、摺動可能の基部92に取り付けられる。このことを達成するために、基部94は、上面97、2つの面取り面99及びT字形スロット98を含む。第1端壁は、下面100と中空内部を有する。下面100は、基部の上面97への隙間を与える形状になっており、基部の面取り面99が一致しかつ接触する。T字形スロット98は、T字形保持ボルト102の一端101を受ける(図3)。ボルト102(図3)は、第1端壁94の下面100内の開口部(図示せず)を通して中空内部内に突出するねじ付き端部103を有する。保持ナット104、例えば、円周方向に離間した孔付きのスパナナットはボルト102のねじ端部103に締め付けられる。T字形ボルト102とT字形スロット98の間に最小の隙間があることが、保持ナット104が締め付けられている間にT字形ボルト102が回転しないことを確実にする。
【0024】
第1端壁は、更に、緊締機構106を支持する上部105を含む。上部105は、共通の軸108(図3)を有する第1及び第2通路107A,107B(図3)を含む。第1通路107Aの直径は、第2通路107Bの直径よりも大きい。これら通路を囲む壁107は、第1端部94の形状を最小にするように、実用的な限り薄くなっている。それで、このことは、ブランク部材80のシュラウド領域47に近づくことを事実上可能にし、これによってシュラウド47を更に機械加工することを可能にする。
【0025】
緊締機構106は、アクチュエータ109、スリーブ110(図3)及び緊締ナット111を含んでもよい。スリーブ110(図3)は第2通路107Bに圧入嵌合されている。アクチュエータは、スリーブ110内に延びる滑りピン112(図3)を有する。緊締ナット111は、アクチュエータ109に螺合される。緊締機構106は、更に、スリーブ110内へ延びアクチュエータ109の摺動ピン112に取り付けられる可動軸113を含む。アクチュエータ109は油圧形であることが望ましいが、これとは別に、空圧形、電気機械形、手動形を含み、しかもこれらに限定されることない他の適当な形式のものを用いても良い。可動軸113は、ブランク部材80の円錐形突起82に合致する孔114を含む。孔114は円錐形であることが望ましい。
【0026】
基部92は、工作機械に取付具91を正確に位置決めするために使用される得る横スロット116,117を有する下面115を含む。ツーリング孔119は基部92の製造の際、基準として用いられる。
【0027】
取付具は、更に、第2端壁96に数着される当接部120を含む。図4を参照して、当接部120は、縁126の方へ収斂する上下面122,124を有する実質的にくさび形の突起121を含むことが望ましい。くさび121の上下面122,124間の角度は、くさびをブランク部材80の第2ロケータ84に一致させる。上面122は、ブランク部材80の長方形ノッチ86に合致する形状にされた長方形突起127を含む。長方形突起は、互いに反対側を向いた面128と上面129を含む。
【0028】
再び図2を参照して、くさび121の円錐形孔114及び縁126は、基部92の上面97に平行な交差軸Iを形成する。長方形突起127(図4)は交差軸I上にあり、望ましくは、長方形突起127(図4)の両側面128(図4)が交差軸Iから等しい距離にあるようになっている。
【0029】
この実施形態においては、当接部120を第2端壁96に取り付ける装置にはステージ130を含む。図3を参照して、ステージ130は、垂直壁134,136間の凹部132(図3)内で、第2端壁96に固定されている。ステージ130は、上面138及びキャビティ140を含む。キャビティ140は、側壁142,144及び底面146によって規定されている。側壁142,144は、角部148で合うことが望ましく、また、キャビティ140の頂部における直径がキャビティの基部における直径よりも小さくなるように角度が付けられていることが望ましい。
【0030】
当接部120は、下部150と枢支部(枢支突起部)152を含む。取付具を組み立てる際、当接部120は、その下部150がステージ130の上面138上に位置決めされ枢支部152がキャビティ140内に位置決めされるように、ステージ130上に位置決めされる。枢支部152は、円形基部155を有する実質的にアリ状に成っており、主外面154は、キャビティ140の側壁142,144に合致するように、枢軸153(図4)に対して傾斜していることが望ましい。この形状によって、当接部120が枢動軸153を中心に枢動できるのみならず、長手方向の力がくさびに作用した時に、当接部120とステージ130を互いに接触させ続ける助けになる。図4を参照して、枢軸153は、くさび状突起121が、枢軸123を中心に枢動するにつれてくさび121上の点が基部92の上面97に平行に動くように、基部92の上面97に実質的に直角になっていることが望ましい。枢軸153は、望ましくは、長方形突起127の互いに反対側を向いた面128から等距離になっており、更に望ましくは、長方形突起127上の上面129上の中心点156を通過する。このことによって、当接部120は長方形突起127の横方向位置を変えずに枢動することができる。長方形突起の(上面に対する)中心点は、挿入軸上に留まっていることが望ましい。
【0031】
再び図3を参照して、ステージは、更に、2組の孔158,160とタブ162を含む。ねじ端部を持つ1対のボルト163は1対の孔の1つである158を通して第2端壁96内に延び、ステージ130を第2端壁96に固定する。タブ162は、ステージ130から延びて、長手方向の力を受けた時に、ステージ130が摺動するのを防ぐ助けをする。1対の締め付けねじ164は、直立壁の1つ内の開口部166から突出し、ステージ130を他の直立壁136に対して強制的に位置決めする。
【0032】
当接部120は、更に、上面170と1対の座ぐり孔172を含む。座ぐり孔172の各々は、内壁174と上面170に平行な座ぐり面とによって規定されている。1対のボルト176は、当接部内の座ぐり孔172とステージ130内の孔160を通って延び、くさび121をステージ130に保持する。各ボルト176は、その頭部が関連の圧縮性のOリング178を押して座ぐり面に接触させる。これは、当接部120を効果的に押してステージ130に接触させるが、この当接部がステージに対して枢動するのは阻止しない。ボルト176と内壁174の間に隙間があるため、当接部120が枢動するのを阻止する干渉がこれらの間に生じることがない。
【0033】
当接部120は、更に、ブランク部材の長方形ノッチ86を案内して取付具上の長方形突起127に一致させる助けをする案内機構180を含んでもよい。テーパになっているにも拘わらず、長方形突起と長方形ノッチとの間に不整合を生じるためのレーアウエー(leerway)が全然又はほとんどない。案内機構180は、長手方向通路184内に位置する可動ピン182から成るのが望ましい。通路184は2端を有し、一端は開口し、他端はカバープレート186によって閉塞されている。案内ピン182の一端188は通路184の開放端から突出している。通路の開放端は、長方形突起127に垂直に整合しており、これによって、案内ピン182をブランク部材の長方形ノッチ86の下端に合致するように位置決めしている。突出端188は、長方形突起127の幅よりも小さな直径を持つテーパ状頂部を有する。
【0034】
案内機構180は、緊締機構106を弛緩した時に、ブランク部材80と取付具91を分離するのに適するようにしてもよい。これを行うために、案内機構180は、案内ピン182とカバープレート186の間にあるばね192を含んでもよい。弾性部品の部分は案内ピンの端部190の凹部内にあるようにしてもよい。取付具91内にブランク部材80を固定する際に、長方形ノッチ86の背面が案内ピン182に接触し、これを更に長手方向通路184内へ押し、その結果、弾性部品192を圧縮する。緊締機構106を開放すると、圧縮された弾性部品192は、ブランク部材80を取付具91から押し離すことを効果的に助成する力を出す。
【0035】
基部92は、更に、プラットフォーム198とエゼクタ200を含んでもよい。プラットフォーム198は、取付具の基部92の上面97にあり、望ましくは、T字形スロット98内に延びる凸条202を有する。プラットフォーム198は、ブランク部材をプラットフォーム上に設置した時に、ブランク部材の重なり軸Sと取付具の挿入軸Iが実質的に整合するような形状にされている。
【0036】
エゼクタ200は、ローテータ機構204と、支持部206と、ローテータ機構204と支持部206との間を延びる軸208を含む。軸208は、ローテータ機構204と支持部206とに係合され、ローテータ機構204が軸208を回転するようになっている。エゼクタ200は、更に、軸に取り付けられた2本のスペースアーム210を含んでもよい。支持部206は、エゼクタ機構を取り付ける助けを行うために、基部92内の孔212に一致する孔214を含んでもよい。
【0037】
次に、取付具の操作を述べる。従来の方法を用いて、取付具91が研削機(図示せず)内の支持面に取り付けられる。図5を参照して、取付具91を開放位置に設置して、ブランク部材80をプラットフォーム198の上方の取付具91の端壁94及び96間に設置する。このように設置した後、緊締機構106のアクチュエータ109は、軸113の孔114が挿入軸に沿って第2端壁96の方へ移動するように、作動される。
【0038】
図6を参照して、緊締機構は、孔114が円錐突起82に十分に係合された時にブランク部材に十分に係合され、くさび形ノッチ84はくさび形突起121に合致し、長方形ノッチ86は長方形突起127に合致する。長手方向の締め付け力は、取付具の当接部120を枢軸153を中心に枢動させて、この当接部を、くさび形突起121がブランク部材上のくさび形ノッチ84に合致する最良の方向を向く位置に持ってくる。くさび形突起121と組合わさったくさび形ノッチ84は、機械加工中ブランク部材が回転するのを防止する。孔114付き円錐形突起82と長方形突起127付き長方形ノッチ86は、ブランク部材が幅方向へ移動するのを防止する。
【0039】
ブレードを取付具内に固定的に保持して、従来の研削機操作技術を用いて、アリ41を犠牲領域62の第1面63に研削形成できる。取付具は重なり軸及び根元中心線を基準にするから、プログラム可能な研削機を使用でき、また、これが望ましい。図7を参照して、これらのアリが完成すると、円錐形孔114をブランク部材から外し、エゼクタ200を自動的に作動する。ローテータ機構204は、軸208を回転させ、その結果、アーム210はブレードをプラットフォーム198から持ち上げる。次いで、ブランク部材が、第2面64が上方を向くように回転され、同様の取付具内に設置される。このように設置されることによって、追加のアリを犠牲領域62の第2面64内に研削加工することができる。シュラウド又はプラットフォーム内のノッチのような追加の形状をブランク部材内に研削加工することができる。次いで、犠牲領域62が取り外され、従って、第2及び第3ロケータ84及び86が取り外される。突起82はシュラウド47と別に加工してもよい。
【0040】
当接部120は第2端壁96に枢着されているから、ノッチ84がブランク部材上に完全に設置されていない場合にも、例えば、根元中心線Cに完全に整合されていなくても、即ち、重なり軸Sに完全に直角になっていなくても、くさび状突起121はノッチ形ロケータ84によりよく合致することができる。その結果、取付具は、従来の取付具によって掛けられた長手方向の力よりも少ない長手方向の力が掛けられてもブランク部材を固定することができる。一例では、所望の力は、220ポンドから58ポンドと75%減少している。少ない長手方向の締め付け力を使用すると、ブランク部材が取付具に固定された時に歪まされる歪みが減少し、これによって、続いて機械加工された部分が未整合になる度合いが減少する。最良の実施形態においては、このことは他のロケータの位置又は合致の状態を乱さずに達成され、これにより、ブランク部材は取付具内の所望の位置に確実に設置される。
【0041】
特定の発明を上述の実施形態を参照して記載したが、本発明の追加の実施形態と共に上述の実施形態の種々の変形例も、ここに添付した請求項に記載されている通り、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなしに、この記載を参照して当業者に明らかであろう。従って、基部は摺動壁を有する必要がなく、その代わりに一体にしてもよい。更に、プラットフォーム及びエゼクタはその工程を運転者の関与がほとんどない自動締め付けにすることができるがこれらは選択自由である。本発明は、ロケータを有するブランク部材を犠牲領域に固定するものとして開示されているが、ブランク部材のロケータを犠牲領域に設ける必要はない。また、本発明は、その次の工程では機械加工に使用されることに限定されない。例えば、取付具は、次に測定用にブランク部材を固定するために使ってもよい。ロケータは取付具に合う限りは突起でも窪みでもよい。ロケータの位置を変えて重なり軸又は根元中心線の代わりに同じ又は他の設計の基準軸又は基準面を用いるようにし、取付具がブランク部材に合うように修正できる構成にしてもよい。従って、添付の請求項は、本発明の真の範囲にあるすべての変形例及び実施形態を覆うものである。
【0042】
要約すると、本発明の取付具は、少なくとも2個の互いに離間されたロケータを有するブランク部材を固定保持する。取付具は、互いに離間された端壁を持つ基部を有し、これら端壁の1つは緊締機構を支持し、他の端壁は当接部を支持し、これら緊締機構及び当接部の内の少なくとも一方がそれを支持する端壁に対して自由に枢動する。ブランク部材を取付具内に固定すると、緊締機構はブランク部材のロケータの1個に合致し、ロケータの他の1個を押して当接部に接触させる。本発明の方法は、少なくとも2個の互いに離間されたロケータを有するブランク部材を備えること、一方が緊締機構を支持し他方が当接部を支持する少なくとも2個の互いに離間されたロケータを持つ底部を有しこれら緊締機構及び当接部の内の少なくとも一方がそれを支持する端壁に対して自由に枢動する構造の取付具を設けること、及び、緊締機構がロケータの1個に合致してロケータの他の1個を押して当接部に接触させるようにブランク部材を取付具内に固定することを含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】軸流形ターボファンガスタービンエンジンの側面図である。
【図2】ブランク部材に用いられる本発明の取付具の一最良実施形態の斜視図である。
【図3】図2の取付具の破断図である。
【図4】図2の取付具の当接部の斜視図である。
【図5】図2の取付具及びブランク部材の斜視図で、ブランク部材が取付具に載置され、取付具が開放位置にある状態を示す。
【図6】図2の取付具及びブランク部材の斜視図で、ブランク部材が取付具内に固定され、ブランク部材の根元領域の1側面が加工済みの状態を示す。
【図7】図6の取付具の取付具及びブランク部材の斜視図であり、ブランク部材がエゼクタによって取付具から外されている状態を示す。
【符号の説明】
10…ガスタービンエンジン
12…ナセル
14…ファン部
16…圧縮部
18…燃焼部
20…タービン部
22…主流路
24…副流路
26…上流側高圧タービン
28…下流側低圧タービン
30…ステータアセンブリー
32…ロータアセンブリー
34…エアフォイル又はブレード
36…ロータディスク
37…頂部
38…根元部
40…中間スパン部
41…アリ
42…プラットフォーム
44…内面
46…外面
47…シュラウド
48…内面
50…外面
52…前縁
54…後縁
56…正圧面
58…負圧面
62…犠牲領域
63…第1面
64…第2面
80…ブランク部材
82…第1ロケータ
84…第2ロケータ
86…第3ロケータ
90…垂直面
91…取付具
92…U字形基部
94…第1端壁
96…第2端壁
97…上面
98…T字形スロット
99…面取り面
100…下面
101…一端
102…T字形保持ボルト
103…ねじ端部
104…保持ナット
105…上部
106…緊締機構
107…壁
107A…第1通路
107B…第2通路
108…軸
109…アクチュエータ
110…スリーブ
111…緊締ナット
112…滑りピン
113…可動軸
114…孔
115…下面
116…横スロット
117…横スロット
119…ツーリング孔
120…当接部
121…くさび
122…上面
124…下面
126…縁
128…互いに反対側を向いた側面
129…上面
130…ステージ
132…凹部
134…垂直壁
136…垂直壁
138…上面
140…キャビティ
142…側壁
144…側壁
146…底面
150…下部
152…枢支部
153…枢軸
154…主外面
155…基部
156…中心点
158…孔
160…孔
162…タブ
163…ボルト
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a precisely shaped part, and more particularly to a fixture for manufacturing a precisely shaped part. And the subject matter described here is related US patent application Ser. No. 08 / 641,251 “Blank Member for Manufacturing Precisely Shaped Parts” and US Patent Application No. 08 / 640,045 “ Disclosed in or claimed in “Methods for Manufacturing Parts of Unique Shape”.
[0002]
[Prior art]
Precisely shaped parts are used in many industries. For example, conventional blades used in gas turbine engines must be formed in precise shapes. In a typical example, a metal starting blank member, that is, a starting blank member is formed into a blank member having the shape of a blade by casting precision casting or die forging. In general, the blank member refers to an unprocessed or in-process member, and the starting blank member here extends between a tip portion, a root portion spaced longitudinally from the tip portion, and a top portion and a root portion. Includes intermediate span area.
[0003]
The top may include a mounted or integral shroud. Many machining details must be machined into these parts of the blank. For example, a plurality of dove-tail shaped parts or ants must be machined into the root. These ants allow the blade to be secured to the rotor disk in the engine. These ants must be formed within small tolerances for proper engine operation. In order to accomplish this, there must be a reference for measuring the shape of the ants and a fixture for holding the blank member during machining. Referenced references include US Pat. No. 2,577,747 granted to Gibian and US Pat. No. 3,818,646 granted to Peterson. However, the method taught by Gibian is not accurate enough, and the method taught by Peterson requires complex installations and is expensive to design, manufacture and maintain. Furthermore, if the size and shape of the blade are different, a separate fixture is required.
[0004]
As a reference method, there is a method of providing a standard necessary for encapsulating a blank member in a block of a material such as a low-melting alloy. A block of material is formed around the blank member such that the root region extends from the block. The side of the block forms a reference plane from which the ant shape or other machining details can be determined with the required accuracy. However, blank member encapsulation requires a complex encapsulation tool. Furthermore, after machining the ants, the material must be eluted from the blank member, so it must be handled without causing environmental problems.
[0005]
In order to solve the above problem, it is known to use a blank member having a sacrificial region and three locators. The sacrificial region extends in the longitudinal direction from the root region.
[0006]
The three locators are shaped and positioned to match the corresponding shape of the fixture. One of the locators is a conical protrusion provided on the top. The other two locators are notches machined into the sacrificial region, one of which is a rectangular notch and the other is a wedge-shaped notch. Both the conical protrusion and the rectangular notch are in the plane containing the overlap axis. The wedge-shaped notch has a corner that is aligned with a root centerline perpendicular to the overlap axis.
[0007]
The fixture has a U-shaped base with end walls spaced from each other for receiving a blank member. One of the end walls supports a tightening mechanism having a conical hole. The other end wall supports a contact portion having a rectangular protrusion and a wedge-shaped protrusion. When the tightening mechanism is activated, the conical hole is moved into contact with the conical protrusion of the blank member. This applies a force to the notch locator to contact the corresponding protrusion of the abutment and position the blank member within the fixture. The surface of the wedge-shaped projection substantially contacts the corresponding surface of the wedge-shaped. Such contact helps prevent the blank member from rotating during machining and allows the blank member to be secured in the fixture with only a minimal amount of clamping force in the longitudinal direction. Therefore, the machining details such as ants in the root portion can be accurately machined into the blank member to form a precisely shaped part.
[0008]
The above-described blank members and fixtures are described in related US patent application Ser. No. 08 / 641,251 “Blank Member for Manufacturing Precisely Shaped Parts” and US Patent Application No. 08 / 640,045. It is disclosed in “Fittings for manufacturing parts of exact shape”. This approach allows the part to be machined with improved accuracy. This also eliminates the need for a fixture having a complex tightening mechanism and eliminates the need for encapsulation using a low melting alloy. The fixture is relatively simple to manufacture and can be easily modified to fit different sized or shaped blades.
[0009]
However, there is an ongoing need for better fittings. For example, when using the blanks and fixtures described above, a much larger amount of longitudinal clamping force may have to be applied to prevent the blank member from rotating during machining. However, when a greater force is applied, the blank member may be deformed while being secured within the fixture. This can result in misalignment of the machined part. With a large tightening force, the blank member may cause permanent distortion. Accordingly, there is a need for a fixture that does not require a considerably greater tightening force than desired to secure the blank member.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an improved fixture.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a fixture for fixing a blank member having a plurality of locators using a smaller tightening force.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a fixture that can machine a blank member more accurately.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a fixture for fixing a blank member having at least two spaced apart locators comprises a fixture having a U-shaped base having two spaced apart end walls. One of these end walls supports the tightening mechanism, the other end wall supports the abutting portion, and at least one of the tightening mechanism and the abutting portion pivots freely with respect to the end wall that supports the abutting portion. When the blank member is fixed in the fixture, the tightening mechanism matches one of the locators, and a force is applied to the other one of the locators so as to contact the contact portion.
[0014]
According to a second aspect of the invention, the method to be solved comprises a blank member having at least two locators spaced apart from each other, one supporting the clamping mechanism and the other supporting the abutment. And a U-shaped base having an end wall configured to freely pivot relative to the end wall on which the clamping mechanism and the abutment are supported. A fixture is provided, the clamping mechanism is fitted to one of the locators, the blank is fixed to the fixture so that the other one of the locators is brought into contact with the abutment, and the blank is then machined It is configured to process.
[0015]
Due to limitations in manufacturing technology, there is an inevitable inaccuracy in the machining process for forming notched locators in the blank member. Therefore, the wedge-shaped notch may not be set at the complete position of the blank member. For example, the wedge-shaped notch may not perfectly align with the center line of the root, i.e. it may not be completely perpendicular to the overlap axis. In such cases, conventional fixtures require a large amount of longitudinal clamping force in order to obtain substantial contact between the surface of the wedge-shaped notch protrusion and the surface of the wedge-shaped notch. . If such contact does not occur, the surface may contact only in a limited area and the blank member may not be fixed.
[0016]
By using a pivoting device, the present invention can better match the locator of the blank member with the corresponding portion of the fixture. As a result, the fixture can fix the blank member while applying a smaller tightening force than that applied by the conventional fixture. Using a small clamping force reduces the possibility of the blank member being distorted when secured in the fixture, thereby reducing misalignment of the subsequently machined part. This also reduces the risk of permanent deformation of the blank member. In the best embodiment, this is accomplished without disturbing the positioning and mating of other locators, thereby ensuring that the blank member is positioned as desired within the fixture.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, an axial-flow turbo gas turbine engine 10 is installed in an aircraft nacelle 12. The nacelle 12 surrounds the gas turbine engine 10. The engine includes a fan unit 14, a compression unit 16, a combustion unit 18, and a turbine unit 20. Axis A e Is in the center of the engine and extends circumferentially. The main flow path 22 for working medium gas is the axis A e Along the longitudinal direction. The sub flow path 24 for working medium gas extends parallel to the main flow path 22 and radially outward.
[0018]
The turbine unit 20 includes an upstream high-pressure turbine 26 and a downstream low-pressure turbine 28. For example, the low pressure turbine 28 is formed by a stator assembly 30 and a rotor assembly 32. The rotor assembly 32 has a plurality of airfoils or blades 34 that extend radially outward from the rotor disk 36 across the main working medium flow path 22. Each blade 34 has an engine shaft A e Is characterized by an overlap axis S extending perpendicular to the axis.
[0019]
Referring to FIG. 2, blank member 80 forming turbine blade 34 (FIG. 1) has a top portion 37, a root portion 38 spaced longitudinally therefrom, and an intermediate span portion 40 extending therebetween. Platform 42 separates intermediate span region 40 from root region 38. Platform 42 has an inner surface 44 adjacent to root region 38 and an outer surface 46 facing away from it. The top portion 37 further includes an integral shroud 47. The shroud 47 has an inner surface 48 adjacent to the intermediate span region 40 and an outer surface 50 facing away from it. The root region 38 includes a plurality of dovetail portions 41 or ants 41 by which the blades engage the rotor disk 36 (as shown in FIG. 1). The root region 38 further includes a root center C at the center of the width of the root region 38. The intermediate span region includes a leading edge 52, a trailing edge 54 spaced therefrom, a pressure or pressure surface 56, and a suction or suction surface 58. The pressure and suction surfaces 56 and 58 extend between the leading and trailing edges 52 and 54.
[0020]
The blank member 80 further includes a sacrificial region 62. The sacrificial region 62 extends substantially longitudinally from the root region 38 (shown in phantom). The sacrificial region 62 includes a first surface 63, a second surface 64 spaced from the first surface 63, and a third surface (not shown) extending between the first and second surfaces 63 and 64.
[0021]
The blank member 80 is further characterized by first, second and third locators 82, 84 and 86. In this embodiment, the first locator 82 is a protrusion that extends from the radially outer surface 50 of the shroud 47. This protrusion preferably has a conical shape with a top 87 and is on the overlap axis S. Second and third locators 84 and 86 are machined into blank member 80 using wire cut electrical discharge machining. In this embodiment, the second and third locators 84 and 86 are notches, respectively. Second locator 84 is cut out from a third surface (not shown) of sacrificial region 62. The second locator 84 is preferably a triangular prism-shaped notch having a corner portion intersecting the overlap axis S and parallel to the root center line C. Third locator 86 extends from first surface 63 to second surface 64 of sacrificial region 62. The third locator 86 is preferably a rectangular notch that includes a vertical surface 90. The vertical planes 90 are spaced equidistant from the overlap axis S, respectively.
[0022]
A fixture 91 for holding the blank member 80 during subsequent machining includes a U-shaped base 92 having first and second end walls 94, 96 spaced apart from each other for receiving the blank member 80 therebetween. The second end wall 96 is preferably integral with the base 92.
[0023]
The first end wall 94 is attached to a slidable base 92 to allow adjustment of its position. To accomplish this, the base 94 includes an upper surface 97, two chamfered surfaces 99 and a T-shaped slot 98. The first end wall has a lower surface 100 and a hollow interior. The lower surface 100 has a shape that gives a gap to the upper surface 97 of the base, and the chamfered surface 99 of the base matches and contacts. T-shaped slot 98 receives one end 101 of T-shaped retaining bolt 102 (FIG. 3). The bolt 102 (FIG. 3) has a threaded end 103 that projects into the hollow interior through an opening (not shown) in the lower surface 100 of the first end wall 94. The holding nut 104, for example, a spanner nut with a hole spaced in the circumferential direction, is fastened to the screw end 103 of the bolt 102. The minimal clearance between the T-bolt 102 and the T-shaped slot 98 ensures that the T-bolt 102 does not rotate while the retaining nut 104 is tightened.
[0024]
The first end wall further includes an upper portion 105 that supports the tightening mechanism 106. The upper portion 105 includes first and second passages 107A and 107B (FIG. 3) having a common shaft 108 (FIG. 3). The diameter of the first passage 107A is larger than the diameter of the second passage 107B. The walls 107 surrounding these passages are as thin as practical so as to minimize the shape of the first end 94. Thus, this effectively allows access to the shroud region 47 of the blank member 80, thereby allowing the shroud 47 to be further machined.
[0025]
The tightening mechanism 106 may include an actuator 109, a sleeve 110 (FIG. 3), and a tightening nut 111. The sleeve 110 (FIG. 3) is press-fitted into the second passage 107B. The actuator has a slide pin 112 (FIG. 3) that extends into the sleeve 110. The tightening nut 111 is screwed to the actuator 109. The tightening mechanism 106 further includes a movable shaft 113 that extends into the sleeve 110 and is attached to the sliding pin 112 of the actuator 109. The actuator 109 is preferably a hydraulic type, but other suitable types may be used including, but not limited to, a pneumatic type, an electromechanical type, and a manual type. . The movable shaft 113 includes a hole 114 that matches the conical protrusion 82 of the blank member 80. The hole 114 is preferably conical.
[0026]
Base 92 includes a lower surface 115 having transverse slots 116, 117 that may be used to accurately position fixture 91 on a machine tool. The tooling hole 119 is used as a reference when the base 92 is manufactured.
[0027]
The fixture further includes an abutment portion 120 that is attached to the second end wall 96. Referring to FIG. 4, the abutment 120 preferably includes a substantially wedge-shaped protrusion 121 having upper and lower surfaces 122, 124 that converge toward the edge 126. The angle between the upper and lower surfaces 122 and 124 of the wedge 121 makes the wedge coincide with the second locator 84 of the blank member 80. The top surface 122 includes a rectangular protrusion 127 shaped to match the rectangular notch 86 of the blank member 80. The rectangular protrusion includes a surface 128 and an upper surface 129 that face away from each other.
[0028]
Referring again to FIG. 2, the conical hole 114 and the edge 126 of the wedge 121 form an intersecting axis I that is parallel to the upper surface 97 of the base 92. The rectangular protrusion 127 (FIG. 4) is on the cross axis I, and preferably both side surfaces 128 (FIG. 4) of the rectangular protrusion 127 (FIG. 4) are at an equal distance from the cross axis I.
[0029]
In this embodiment, the apparatus for attaching the contact portion 120 to the second end wall 96 includes a stage 130. With reference to FIG. 3, the stage 130 is fixed to the second end wall 96 in the recess 132 (FIG. 3) between the vertical walls 134 and 136. The stage 130 includes an upper surface 138 and a cavity 140. The cavity 140 is defined by side walls 142, 144 and a bottom surface 146. The side walls 142, 144 are preferably mated at the corners 148 and are angled so that the diameter at the top of the cavity 140 is less than the diameter at the base of the cavity.
[0030]
The abutting part 120 includes a lower part 150 and a pivot part (pivot projection part) 152. When assembling the fixture, the abutment 120 is positioned on the stage 130 such that its lower portion 150 is positioned on the upper surface 138 of the stage 130 and the pivot 152 is positioned in the cavity 140. The pivot 152 is substantially ant-shaped with a circular base 155, and the main outer surface 154 is inclined with respect to the pivot 153 (FIG. 4) to match the sidewalls 142, 144 of the cavity 140. It is desirable. This shape not only allows the abutment 120 to pivot about the pivot axis 153, but also helps keep the abutment 120 and the stage 130 in contact with each other when a longitudinal force is applied to the wedge. Referring to FIG. 4, pivot 153 is positioned on top surface 97 of base 92 such that a point on wedge 121 moves parallel to top surface 97 of base 92 as wedge-shaped protrusion 121 pivots about pivot 123. It is desirable that it is substantially perpendicular. The pivot 153 is preferably equidistant from the oppositely facing surfaces 128 of the rectangular protrusion 127 and more preferably passes through a center point 156 on the upper surface 129 on the rectangular protrusion 127. Accordingly, the contact portion 120 can pivot without changing the lateral position of the rectangular protrusion 127. The center point (relative to the top surface) of the rectangular protrusion preferably remains on the insertion axis.
[0031]
Referring again to FIG. 3, the stage further includes two sets of holes 158 and 160 and a tab 162. A pair of bolts 163 with threaded ends extend into the second end wall 96 through one of a pair of holes 158 to secure the stage 130 to the second end wall 96. A tab 162 extends from the stage 130 and helps prevent the stage 130 from sliding when subjected to a longitudinal force. A pair of clamping screws 164 protrude from an opening 166 in one of the upstanding walls to force the stage 130 to be positioned relative to the other upstanding wall 136.
[0032]
The contact portion 120 further includes a top face 170 and a pair of counterbore holes 172. Each of the counterbore holes 172 is defined by an inner wall 174 and a counterbore surface parallel to the upper surface 170. The pair of bolts 176 extends through a counterbore 172 in the contact portion and a hole 160 in the stage 130, and holds the wedge 121 on the stage 130. Each bolt 176 has its head pressed against the counterbore surface by pushing the associated compressible O-ring 178. This effectively pushes the abutment 120 into contact with the stage 130 but does not prevent the abutment from pivoting relative to the stage. Since there is a gap between the bolt 176 and the inner wall 174, interference that prevents the abutment portion 120 from pivoting does not occur between them.
[0033]
The abutment 120 may further include a guide mechanism 180 that assists in guiding the rectangular notch 86 of the blank member to match the rectangular protrusion 127 on the fixture. Despite being tapered, there is no or little layout to create misalignment between the rectangular protrusion and the rectangular notch. The guide mechanism 180 preferably comprises a movable pin 182 located in the longitudinal passage 184. The passage 184 has two ends, one end is open, and the other end is closed by a cover plate 186. One end 188 of the guide pin 182 protrudes from the open end of the passage 184. The open end of the passage is vertically aligned with the rectangular protrusion 127, thereby positioning the guide pin 182 to match the lower end of the rectangular notch 86 of the blank member. The protruding end 188 has a tapered top with a diameter smaller than the width of the rectangular protrusion 127.
[0034]
The guide mechanism 180 may be suitable for separating the blank member 80 and the fixture 91 when the tightening mechanism 106 is relaxed. To do this, the guide mechanism 180 may include a spring 192 between the guide pin 182 and the cover plate 186. The part of the elastic part may be in the recess of the end 190 of the guide pin. In securing the blank member 80 within the fixture 91, the back of the rectangular notch 86 contacts the guide pin 182 and pushes it further into the longitudinal passage 184, thereby compressing the elastic component 192. When the tightening mechanism 106 is released, the compressed elastic part 192 exerts a force that effectively assists in pushing the blank member 80 away from the fixture 91.
[0035]
Base 92 may further include platform 198 and ejector 200. The platform 198 is on the top surface 97 of the base 92 of the fixture and desirably has a ridge 202 that extends into a T-shaped slot 98. The platform 198 is shaped such that when the blank member is placed on the platform, the overlapping axis S of the blank member and the insertion axis I of the fixture are substantially aligned.
[0036]
The ejector 200 includes a rotator mechanism 204, a support portion 206, and a shaft 208 extending between the rotator mechanism 204 and the support portion 206. The shaft 208 is engaged with the rotator mechanism 204 and the support portion 206 so that the rotator mechanism 204 rotates the shaft 208. The ejector 200 may further include two space arms 210 attached to the shaft. The support 206 may include a hole 214 that coincides with the hole 212 in the base 92 to assist in mounting the ejector mechanism.
[0037]
Next, the operation of the fixture will be described. Using conventional methods, fixture 91 is attached to a support surface in a grinder (not shown). With reference to FIG. 5, the fixture 91 is installed in the open position, and the blank member 80 is installed between the end walls 94 and 96 of the fixture 91 above the platform 198. After being installed in this manner, the actuator 109 of the tightening mechanism 106 is actuated so that the hole 114 of the shaft 113 moves toward the second end wall 96 along the insertion axis.
[0038]
Referring to FIG. 6, the tightening mechanism is fully engaged with the blank member when the hole 114 is fully engaged with the conical protrusion 82, the wedge-shaped notch 84 matches the wedge-shaped protrusion 121, and the rectangular notch 86. Coincides with the rectangular protrusion 127. The longitudinal clamping force causes the abutment 120 of the fixture to pivot about the pivot axis 153 so that the wedge-shaped projection 121 matches the wedge-shaped notch 84 on the blank member. Bring it to the position facing you. The wedge-shaped notch 84 combined with the wedge-shaped protrusion 121 prevents the blank member from rotating during machining. The conical protrusion 82 with the hole 114 and the rectangular notch 86 with the rectangular protrusion 127 prevent the blank member from moving in the width direction.
[0039]
The ant 41 can be ground and formed on the first surface 63 of the sacrificial region 62 using a conventional grinder operating technique with the blade fixedly held in the fixture. Since the fixture is referenced to the overlap axis and root centerline, a programmable grinder can be used and is desirable. Referring to FIG. 7, when these ants are completed, the conical hole 114 is removed from the blank member and the ejector 200 is automatically activated. The rotator mechanism 204 rotates the shaft 208 so that the arm 210 lifts the blade from the platform 198. Next, the blank member is rotated so that the second surface 64 faces upward, and is installed in a similar fixture. By being installed in this way, additional ants can be ground into the second surface 64 of the sacrificial region 62. Additional shapes such as shrouds or notches in the platform can be ground into the blank member. The sacrificial region 62 is then removed, and thus the second and third locators 84 and 86 are removed. The protrusion 82 may be processed separately from the shroud 47.
[0040]
Since the abutting portion 120 is pivotally attached to the second end wall 96, even when the notch 84 is not completely installed on the blank member, for example, it is not perfectly aligned with the root center line C. In other words, the wedge-shaped projection 121 can be better matched to the notch locator 84 even if it is not completely perpendicular to the overlap axis S. As a result, the fixture can fix the blank member even when a longitudinal force less than the longitudinal force applied by the conventional fixture is applied. In one example, the desired force is reduced by 75% from 220 pounds to 58 pounds. Using a low longitudinal clamping force reduces the strain that is distorted when the blank member is secured to the fixture, thereby reducing the degree to which subsequently machined portions become misaligned. In the best embodiment, this is accomplished without disturbing the position of other locators or mating conditions, thereby ensuring that the blank member is placed in the desired position within the fixture.
[0041]
While the particular invention has been described with reference to the above-described embodiments, various modifications of the above-described embodiments as well as additional embodiments of the invention are also contemplated by the present invention as set forth in the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art upon reference to this description without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the base does not need to have a sliding wall and may be integrated instead. Furthermore, the platform and ejector can make the process automatic tightening with little operator involvement, but these are optional. Although the present invention is disclosed as fixing a blank member having a locator to a sacrificial region, it is not necessary to provide a locator for the blank member in the sacrificial region. Further, the present invention is not limited to being used for machining in the next step. For example, the fixture may then be used to secure a blank member for measurement. The locator may be a protrusion or a depression as long as it fits the fixture. The position of the locator may be changed so that the reference axis or reference surface of the same or other design is used instead of the overlap axis or root center line, and the fixture can be modified to fit the blank member. Accordingly, the appended claims are intended to cover all modifications and embodiments within the true scope of the present invention.
[0042]
In summary, the fixture of the present invention holds a blank member having at least two spaced apart locators. The fixture has a base with end walls spaced from each other, one of the end walls supporting the tightening mechanism, the other end wall supporting the abutment, and the tightening mechanism and the abutment of the abutment At least one of them is free to pivot with respect to the end wall that supports it. When the blank member is secured in the fixture, the tightening mechanism matches one of the blank member locators and pushes the other one of the locators into contact with the abutment. The method of the present invention comprises a blank member having at least two spaced apart locators, the bottom having at least two spaced apart locators, one supporting the clamping mechanism and the other supporting the abutment. And at least one of the tightening mechanism and the abutting portion is provided with a mounting structure that freely pivots with respect to the end wall that supports the tightening mechanism, and the tightening mechanism matches one of the locators. And fixing the blank member in the fixture so as to push the other one of the locators into contact with the contact portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an axial-flow turbofan gas turbine engine.
FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of the fixture of the present invention used for a blank member.
FIG. 3 is a cutaway view of the fixture of FIG.
4 is a perspective view of a contact portion of the fixture of FIG. 2. FIG.
5 is a perspective view of the fixture and blank member of FIG. 2, showing a state where the blank member is placed on the fixture and the fixture is in an open position. FIG.
6 is a perspective view of the fixture and the blank member of FIG. 2, showing a state in which the blank member is fixed in the fixture and one side surface of the root region of the blank member has been processed. FIG.
7 is a perspective view of the fixture and the blank member of the fixture of FIG. 6, showing a state where the blank member is removed from the fixture by the ejector.
[Explanation of symbols]
10. Gas turbine engine
12 ... Nasser
14 ... Fan part
16 ... compression part
18 ... Combustion section
20 ... turbine section
22 ... Main flow path
24 ... Sub-channel
26 ... Upstream high pressure turbine
28 ... Downstream low-pressure turbine
30 ... Stator assembly
32 ... Rotor assembly
34 ... Airfoil or blade
36 ... Rotor disc
37 ... top
38 ... Root
40 ... Intermediate span
41 ... Ali
42 ... Platform
44 ... Inside
46 ... Exterior
47 ... Shroud
48 ... Inside
50 ... Outer surface
52 ... Leading edge
54 ... trailing edge
56 ... Positive pressure surface
58 ... negative pressure surface
62 ... Sacrificial area
63 ... first side
64 ... the second side
80 ... Blank material
82 ... 1st locator
84 ... Second locator
86 ... Third locator
90 ... vertical plane
91 ... Fitting
92 ... U-shaped base
94. First end wall
96 ... second end wall
97 ... Top surface
98 ... T-shaped slot
99 ... Chamfered surface
100: bottom surface
101 ... one end
102 ... T-shaped holding bolt
103 ... Screw end
104 ... Retaining nut
105 ... Upper part
106: Tightening mechanism
107 ... wall
107A ... 1st passage
107B ... second passage
108 ... axis
109 ... Actuator
110 ... Sleeve
111 ... tightening nut
112 ... Slip pin
113 ... Moveable shaft
114 ... hole
115 ... lower surface
116 ... Horizontal slot
117 ... Horizontal slot
119 ... Touring hole
120 ... contact part
121 ... Wedge
122 ... upper surface
124 ... lower surface
126 ... Ring
128: Sides facing away from each other
129 ... Upper surface
130 ... Stage
132 ... recess
134 ... vertical wall
136 ... vertical wall
138 ... Upper surface
140 ... cavity
142 ... side wall
144 ... sidewall
146 ... Bottom
150 ... Bottom
152 ... Pivot
153 ... Axis
154 ... Main outer surface
155 ... Base
156 ... Center point
158 ... hole
160 ... hole
162 ... tab
163 ... Bolt

Claims (20)

エアフォイルのブランク部材を保持するための取付具であって、前記ブランク部材は、長手方向軸と、一方の端部に設けられた第1ロケータと、他方の端部に設けられた第2ロケータとをそれぞれ備えており、前記第1ロケータは、前記長手方向軸に沿った実質的に円錐形の形状を有しており、前記第2ロケータは、前記長手方向軸に対して垂直に延びる細長い形状を有しており、前記取付具は、互いに離間された端壁を備えた基部を有し、これらの端壁の間に前記ブランク部材が受けられるものにおいて、
前記端壁のうち第1の端壁によって支持されるブランク部材を保持するための緊締機構と、
前記端壁のうち第2の端壁によって支持される当接部と、を備え、
前記ブランク部材を前記取付具内に固定する時に、前記緊締機構が前記第1ロケータに係合して前記第2ロケータを強制的に前記当接部に接触させ、
記当接部は、前記ブランク部材の長手方向軸と前記第2ロケータの長手方向の両方に対して垂直な枢軸を中心に前記第2の端壁に対して枢動可能となっており、
前記当接部は、前記ブランク部材が該当接部に対して回転するのを防止するために、前記ブランク部材に設けられた前記第2ロケータに合致する部分を有しており、前記緊締機構は、前記ブランク部材が幅方向に移動するのを防止するために、前記第1ロケータに合致する部分を有していることを特徴とする取付具。
A fixture for holding a blank member of an airfoil, wherein the blank member includes a longitudinal axis, a first locator provided at one end, and a second locator provided at the other end. When provided with respective said first locator, it said has a substantially conical shape along the longitudinal axis, the second locator extends perpendicularly to the longitudinal axis has an elongated shape, the fixture has a base with an end wall that are spaced apart from one another, in the even that the blank member is received between these end walls,
A tightening mechanism for holding a blank member supported by the first end wall of the end walls;
A contact portion supported by a second end wall of the end walls,
When the blank member is fixed in the fixture, the tightening mechanism engages the first locator to force the second locator into contact with the contact portion,
Before SL abutment, has a pivotable with respect to said second end wall about a vertical pivot axis relative to both the longitudinal axis and the second locator longitudinal of the blank member,
The contact portion has a portion that matches the second locator provided on the blank member in order to prevent the blank member from rotating with respect to the corresponding contact portion, and the tightening mechanism includes: In order to prevent the blank member from moving in the width direction, the fixture has a portion that matches the first locator .
前記当接部は、枢軸を中心に枢動し、前記ブランク部材上の前記第2ロケータに合致する実質的にくさび状部分を含む請求項に記載の取付具。The fixture of claim 1 , wherein the abutment includes a substantially wedge-shaped portion that pivots about a pivot axis and that mates with the second locator on the blank member. 枢支部は前記枢軸に対して実質的な傾斜角を成す主外面を有する請求項に記載の取付具。The fixture according to claim 1 , wherein the pivot portion has a main outer surface forming a substantial inclination angle with respect to the pivot axis. 前記枢支部は実質的にダブテイル状の形状を有する請求項に記載の取付具。The fixture according to claim 3 , wherein the pivot portion has a substantially dovetail shape. 前記ブランク部材は、更に、第3ロケータから成り、前記緊締機構は該第3ロケータを押して前記当接部に接触させる請求項に記載の取付具。The fixture according to claim 1 , wherein the blank member further includes a third locator, and the tightening mechanism presses the third locator to contact the abutting portion. 前記当接部は、更に、前記ブランク部材の前記第3ロケータに合致する部分から成り、該部分は前記枢軸から実質的に等距離である互いに反対側を向いた側面を有する請求項に記載の取付具。The contact portion further comprises a portion that matches said third locator of the blank member, the moiety claim 5 having a substantially side surface facing opposite to each other equidistant from said pivot axis Fittings. 前記部分は前記枢軸にある中央点を有する請求項に記載の取付具。7. A fixture as claimed in claim 6 , wherein the portion has a central point on the pivot. 記当接部は、前記ブランク部材の前記第2ロケータに合致する実質的にくさび状部分を含む請求項に記載の取付具。 Before SL abutment, fitting of claim 5 in which substantially comprises a wedge-shaped portion that matches said second locator before SL blank member. 前記当接部は、更に、前記ブランク部材の前記第3ロケータに合致する部分から成り、該部分は前記枢軸から実質的に等距離である互いに反対側を向いた側面を有すると共に該枢軸上にある中央点を有する請求項に記載の取付具。The abutment further comprises a portion of the blank member that mates with the third locator, the portion having oppositely facing sides that are substantially equidistant from the pivot and on the pivot. 9. A fixture according to claim 8 , having a central point. 支部は、前記枢軸に対して実質的な傾斜角を成す主外面を有する請求項に記載の取付具。 The fixture according to claim 9 , wherein the pivot portion has a main outer surface forming a substantial inclination angle with respect to the pivot axis. 請求項1に記載の取付具を用いてブランク部材を固定する方法であって、
前記ブランク部材を用意し
前記取付具を用意し
前記緊締機構、前記第1ロケータに係合して前記第2ロケータを強制的に前記当接部に接触させるように前記ブランク部材を前記取付具に固定することを特徴とする方法。
A method of fixing a blank member using the fixture according to claim 1,
Prepare the blank member,
Prepare the fitting,
Wherein said clamping mechanism, characterized in that securing the blank member into contact forced the abutment of the second locator to engage the first locator to the fixture.
前記当接部は、前記枢軸を中心にして枢動し前記ブランク部材の前記第2ロケータに合致する実質的にくさび状部分を含む請求項11に記載の方法。The method of claim 11 , wherein the abutment includes a substantially wedge-shaped portion that pivots about the pivot and conforms to the second locator of the blank member. 支部は、前記枢軸に対して実質的に傾斜角を成す主外面を有する請求項11に記載の方法。The method of claim 11 , wherein the pivot has a main outer surface that is substantially inclined with respect to the pivot . 前記枢支部は実質的にダブテイル状の形状を有する請求項13に記載の方法。The method of claim 13 , wherein the pivot has a substantially dovetail shape. 前記ブランク部材は、更に、第3ロケータから成り、前記緊締機構は該第3ロケータを押して前記当接部に接触させる請求項11に記載の方法。The method according to claim 11 , wherein the blank member further includes a third locator, and the tightening mechanism pushes the third locator to contact the abutting portion. 前記当接部は、更に、前記ブランク部材の前記第3ロケータに合致する部分から成り、該部分は、前記枢軸から実質的に等距離である互いに反対側を向いた側面を有する請求項15に記載の方法。The contact portion further comprises a portion that matches said third locator of the blank member, the moiety, to claim 15 having a substantially side surface facing opposite to each other equidistant from said pivot axis The method described. 前記部分は前記枢軸にある中央点を有する請求項16に記載の方法。The method of claim 16 , wherein the portion has a central point at the pivot axis. 前記当接部は、前記ブランク部材の前記第2ロケータに合致する実質的にくさび状部分を含む請求項15に記載の方法。The method of claim 15 abutment, comprising a substantially wedge-shaped portion that matches said second locator before SL blank member. 前記当接部は、更に、前記ブランク部材の前記第3ロケータに合致する部分から成り、該部分は前記枢軸から実質的に等距離である互いに反対側を向いた側面を有すると共に該枢軸上にある中央点を有する請求項18に記載の方法。The abutment further comprises a portion of the blank member that mates with the third locator, the portion having oppositely facing sides that are substantially equidistant from the pivot and on the pivot. The method of claim 18 having a center point. 支部は、前記枢軸に対して実質的な傾斜角を成す主外面を有する請求項19に記載の方法。 20. The method of claim 19 , wherein the pivot has a main outer surface that forms a substantial tilt angle with respect to the pivot .
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