JPH05192729A - ターボ機械用中空羽根の製造方法 - Google Patents
ターボ機械用中空羽根の製造方法Info
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- JPH05192729A JPH05192729A JP4033623A JP3362392A JPH05192729A JP H05192729 A JPH05192729 A JP H05192729A JP 4033623 A JP4033623 A JP 4033623A JP 3362392 A JP3362392 A JP 3362392A JP H05192729 A JPH05192729 A JP H05192729A
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- center
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/053—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure characterised by the material of the blanks
- B21D26/055—Blanks having super-plastic properties
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/78—Making other particular articles propeller blades; turbine blades
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】複流ターボジェットエンジンの送風ロータ用大
弦長中空羽根の製造方法の提供。 【構成】２個の外側プレート１と少なくとも１個の中心
プレート７とを含む一次部材を製造する段階と、該部材
のベンディング／捩り段階と、中心プレートに拡散バリ
ヤを配置する段階と、部材を接合し、次に工具に配置す
る段階と、選択されたゾーンに溶接−拡散を行い、その
後、ガス加圧吹込み及び超可塑性成形加工を行う段階
と、仕上げ段階とを含む方法により製造される。
弦長中空羽根の製造方法の提供。 【構成】２個の外側プレート１と少なくとも１個の中心
プレート７とを含む一次部材を製造する段階と、該部材
のベンディング／捩り段階と、中心プレートに拡散バリ
ヤを配置する段階と、部材を接合し、次に工具に配置す
る段階と、選択されたゾーンに溶接−拡散を行い、その
後、ガス加圧吹込み及び超可塑性成形加工を行う段階
と、仕上げ段階とを含む方法により製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボ機械用中空羽根の
製造方法に係る。
製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ターボ
機械に大弦長の羽根を使用することにより得られる利点
は、特に複流ターボジェットエンジンの送風ロータの羽
根の場合に明白である。これらの羽根は苛酷な使用条件
を満たさなければならず、特に振動防止特性と外来物体
の衝撃に対する抵抗とに結び付けられる十分な機械的特
性を備えなければならない。更に羽根端部に十分な速度
を得るためには、質量を減らすことが求められるように
なった。この目的は特に中空羽根を使用することにより
達せられる。
機械に大弦長の羽根を使用することにより得られる利点
は、特に複流ターボジェットエンジンの送風ロータの羽
根の場合に明白である。これらの羽根は苛酷な使用条件
を満たさなければならず、特に振動防止特性と外来物体
の衝撃に対する抵抗とに結び付けられる十分な機械的特
性を備えなければならない。更に羽根端部に十分な速度
を得るためには、質量を減らすことが求められるように
なった。この目的は特に中空羽根を使用することにより
達せられる。
【０００３】仏国特許公開第１５７７３８８号は、２つ
の壁エレメントの間に亀甲構造を配置することにより構
成される羽根の製造例を与えており、これらの壁エレメ
ントは特にチタン合金から構成され、熱間プレスにより
所望のプロフィル及び形状に形成される。
の壁エレメントの間に亀甲構造を配置することにより構
成される羽根の製造例を与えており、これらの壁エレメ
ントは特にチタン合金から構成され、熱間プレスにより
所望のプロフィル及び形状に形成される。
【０００４】更に、仏国特許公開第２８６６８８号及び
２３０４４３８号によると、適切な工具の内側で流体の
圧力を加えると共に拡散溶接を行うことにより、高温超
可塑性成形加工工程を介して複数の部材から金属構造を
製造する方法が知られている。
２３０４４３８号によると、適切な工具の内側で流体の
圧力を加えると共に拡散溶接を行うことにより、高温超
可塑性成形加工工程を介して複数の部材から金属構造を
製造する方法が知られている。
【０００５】本発明の目的は、少なくとも３個のプレー
トを有する構造を有しており且つ必要に応じて回転部材
の場合には遠心の場に対して制御された質量分布を有す
る部材を製造するために、特に大弦長の送風羽根を得る
ことが可能な従来方法に代わる製造方法を適用すること
である。
トを有する構造を有しており且つ必要に応じて回転部材
の場合には遠心の場に対して制御された質量分布を有す
る部材を製造するために、特に大弦長の送風羽根を得る
ことが可能な従来方法に代わる製造方法を適用すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの条件を満たす製
造方法は、 ａ）２個の外側プレートと少なくとも１個の中心プレー
トとを含む一次部材を製造する段階と、 ｂ）前段階（ａ）で得られた予備プロフィルを有する部
材をベンディング及び捩りにより熱間成形加工する段階
と、 ｃ）中心プレートに拡散バリヤを配置する段階と、 ｄ）接合し、次に工具に配置する段階と、 ｅ）段階（ｃ）時に選択された場所で溶接−拡散を行う
段階と、 ｆ）選択されたゾーンでガス加圧吹込み及び超可塑性成
形加工を行う段階と、 ｇ）仕上げ段階とを含む。
造方法は、 ａ）２個の外側プレートと少なくとも１個の中心プレー
トとを含む一次部材を製造する段階と、 ｂ）前段階（ａ）で得られた予備プロフィルを有する部
材をベンディング及び捩りにより熱間成形加工する段階
と、 ｃ）中心プレートに拡散バリヤを配置する段階と、 ｄ）接合し、次に工具に配置する段階と、 ｅ）段階（ｃ）時に選択された場所で溶接−拡散を行う
段階と、 ｆ）選択されたゾーンでガス加圧吹込み及び超可塑性成
形加工を行う段階と、 ｇ）仕上げ段階とを含む。
【０００７】用途に応じて、ただ１個の中心プレート又
は２個の中心プレートを使用することができる。
は２個の中心プレートを使用することができる。
【０００８】有利なことには、外側プレートは漸減する
厚さを有する部材から熱間成形加工により得られ、又は
それ自体既知の熱間金型鍛造もしく又は等温鍛造方法を
使用する成形金型／吹込みにより得られる。中心プレー
トは方法の段階（ａ）の一次部材の段階、又は段階
（ｂ）後で拡散バリヤの配置前に化学的に加工され得
る。
厚さを有する部材から熱間成形加工により得られ、又は
それ自体既知の熱間金型鍛造もしく又は等温鍛造方法を
使用する成形金型／吹込みにより得られる。中心プレー
トは方法の段階（ａ）の一次部材の段階、又は段階
（ｂ）後で拡散バリヤの配置前に化学的に加工され得
る。
【０００９】
【実施例】本発明の他の特徴及び利点は添付図面に関す
る以下の実施例の説明に明示される。
る以下の実施例の説明に明示される。
【００１０】図１〜図７に概略的に示す本発明の一連の
工程に従うターボ機械用中空羽根の製造方法において、
図１は、突起２を備える２つの外側プレート１と中心プ
レート７とで構成する羽根の一次部材の１例を示す。こ
れらの一次部材の製造方法はそれ自体既知の技術を使用
する。
工程に従うターボ機械用中空羽根の製造方法において、
図１は、突起２を備える２つの外側プレート１と中心プ
レート７とで構成する羽根の一次部材の１例を示す。こ
れらの一次部材の製造方法はそれ自体既知の技術を使用
する。
【００１１】図１は、工具（図示せず）を使用する既知
の熱間成形加工技術に従ったベンディング／捩り工程後
の該部材１及び７を示す。
の熱間成形加工技術に従ったベンディング／捩り工程後
の該部材１及び７を示す。
【００１２】変形例によると、厚さの調節により羽根に
所定の質量分布を得るために、ベンディング／捩り工程
前に中心プレート７に化学的加工工程を実施してもよ
い。
所定の質量分布を得るために、ベンディング／捩り工程
前に中心プレート７に化学的加工工程を実施してもよ
い。
【００１３】用途によっては、ベンディング／捩り工程
後に図２及び図３Ａ、図３Ｂに従って中心プレート７の
化学的加工を実施すると有利であり得る。
後に図２及び図３Ａ、図３Ｂに従って中心プレート７の
化学的加工を実施すると有利であり得る。
【００１４】この場合に化学的加工は、可変厚さを有す
るプレートを得るために実施される。図３Ａ、図３Ｂ
は、得ようとする羽根の縁部に垂直な方向又はこれらの
縁部に平行な方向における断面を示すことにより化学的
加工後の該プレート７を示す。特に、図２及び図３Ａに
示すように３つの厚さゾーン７ａ，７ｂ及び７ｃ及び／
又は図３Ｂに示すように垂直方向に可変厚さのゾーンを
中心プレート７に得ることができる。
るプレートを得るために実施される。図３Ａ、図３Ｂ
は、得ようとする羽根の縁部に垂直な方向又はこれらの
縁部に平行な方向における断面を示すことにより化学的
加工後の該プレート７を示す。特に、図２及び図３Ａに
示すように３つの厚さゾーン７ａ，７ｂ及び７ｃ及び／
又は図３Ｂに示すように垂直方向に可変厚さのゾーンを
中心プレート７に得ることができる。
【００１５】これらの工程は、特にマスキング、レーザ
切断等を使用することにより既知の化学的加工技術に従
って実施される。
切断等を使用することにより既知の化学的加工技術に従
って実施される。
【００１６】その後、図４に示すように溶接ゾーン１２
を規定する拡散バリヤを該中心プレート７に付設する。
拡散バリヤの付設ゾーンは、剛性もしくは可撓性工具で
あるか、又は表面に接着性のそれ自体既知の適切な材料
の堆積であり得るマスクにより規定され、マスクを切断
又は剥離すると、溶接及びマスク除去中に拡散バリヤを
構成する。
を規定する拡散バリヤを該中心プレート７に付設する。
拡散バリヤの付設ゾーンは、剛性もしくは可撓性工具で
あるか、又は表面に接着性のそれ自体既知の適切な材料
の堆積であり得るマスクにより規定され、マスクを切断
又は剥離すると、溶接及びマスク除去中に拡散バリヤを
構成する。
【００１７】次に得ようとする羽根１１の構成エレメン
トである外側プレート１及び中心プレート７を最終的に
接合する。図５に示すように、接合用突起２を使用す
る。この接合工程は更に、その後の工程のためにアセン
ブリ１１を準備する操作を含む。
トである外側プレート１及び中心プレート７を最終的に
接合する。図５に示すように、接合用突起２を使用す
る。この接合工程は更に、その後の工程のためにアセン
ブリ１１を準備する操作を含む。
【００１８】図６は加圧ガス入口１５及び適切な密封装
置を含む工具１４への羽根１１の配置を示す。図例によ
ると、工具の内外の密封は別個のパッキン１６により得
られ、羽根の内側と工具の内側との間の密封は図５の１
３に示すように部材の周囲溶接により確保される。外部
に対する工具の密封及び工具の内側に対する羽根の内側
の密封は、使用される工具に応じて、部材の外周のクリ
ープ及び溶接−拡散により直接形成されるパッキンによ
り確保され得る。この場合、パッキン部分は加工による
仕上げ時に除去される。溶接−拡散工程は炉で実施され
る。チタン合金部材に適用する例では、該工程は９３０
℃の温度で実施され、矢印１７により示すように部材を
加圧するようにアルゴンのような不活性ガスを使用す
る。１製造例によると、加えられる圧力は４ＭＰａであ
る。中心プレート７と外側プレート１との間の溶接部１
８は図６に示すように両側に交互に配置してもよい。
置を含む工具１４への羽根１１の配置を示す。図例によ
ると、工具の内外の密封は別個のパッキン１６により得
られ、羽根の内側と工具の内側との間の密封は図５の１
３に示すように部材の周囲溶接により確保される。外部
に対する工具の密封及び工具の内側に対する羽根の内側
の密封は、使用される工具に応じて、部材の外周のクリ
ープ及び溶接−拡散により直接形成されるパッキンによ
り確保され得る。この場合、パッキン部分は加工による
仕上げ時に除去される。溶接−拡散工程は炉で実施され
る。チタン合金部材に適用する例では、該工程は９３０
℃の温度で実施され、矢印１７により示すように部材を
加圧するようにアルゴンのような不活性ガスを使用す
る。１製造例によると、加えられる圧力は４ＭＰａであ
る。中心プレート７と外側プレート１との間の溶接部１
８は図６に示すように両側に交互に配置してもよい。
【００１９】次に、前に配置しておいたガス収集装置
と、中心プレート７の化学的加工工程時及び工具１４へ
の羽根１１の配置時に前立って形成されたガス入口とを
使用することにより、アルゴン加圧下吹込み及び超可塑
性成形加工工程を実施するために、羽根１１を特殊工具
１４に配置しておく。羽根１１はこの工程中にこうして
図７に示すような最終的内側形状をとる。
と、中心プレート７の化学的加工工程時及び工具１４へ
の羽根１１の配置時に前立って形成されたガス入口とを
使用することにより、アルゴン加圧下吹込み及び超可塑
性成形加工工程を実施するために、羽根１１を特殊工具
１４に配置しておく。羽根１１はこの工程中にこうして
図７に示すような最終的内側形状をとる。
【００２０】その後、仕上げ、特に周辺部の切断と付着
部の除去とを含む加工、羽根１１の前縁及び後縁の仕上
げ及び羽根脚部の仕上げ等のそれ自体既知の技術によ
り、羽根１１の最終形状を得る。羽根の前縁及び後縁は
仕上げ前に最終形状に近い形態を有し得ることに留意さ
れたい。
部の除去とを含む加工、羽根１１の前縁及び後縁の仕上
げ及び羽根脚部の仕上げ等のそれ自体既知の技術によ
り、羽根１１の最終形状を得る。羽根の前縁及び後縁は
仕上げ前に最終形状に近い形態を有し得ることに留意さ
れたい。
【００２１】以上記載したターボ機械用中空羽根の製造
方法は、本発明の範囲内で種々の変形例を含む羽根に適
用できる。特に、単一の中心プレート７でなく、複数の
中心プレートを使用することができる。これらのプレー
トの少なくとも１個は、図１〜図７に関して上述した実
施例に該当するプレート７と同様に連続表面を有する。
更に、特に得られる羽根の縁部を補強するように例えば
中心に切欠部を有する１又は複数の中間補助プレートを
使用することもできる。
方法は、本発明の範囲内で種々の変形例を含む羽根に適
用できる。特に、単一の中心プレート７でなく、複数の
中心プレートを使用することができる。これらのプレー
トの少なくとも１個は、図１〜図７に関して上述した実
施例に該当するプレート７と同様に連続表面を有する。
更に、特に得られる羽根の縁部を補強するように例えば
中心に切欠部を有する１又は複数の中間補助プレートを
使用することもできる。
【００２２】別の変形例によると、図８の断面図に示す
ような羽根構造を得るように２つの中心プレートを使用
し、外側プレート１を２つの中心プレート１９及び２０
に組み合わせてもよい。用途によっては図９に示すよう
な別の構造にしてもよい。いずれの場合も種々のプレー
トを溶接−拡散により結合し、更にアセンブリをベンデ
ィング／捩り工程にかけた後に、本発明に従い、ガス加
圧吹込み及び超可塑性成形加工工程を適用する。
ような羽根構造を得るように２つの中心プレートを使用
し、外側プレート１を２つの中心プレート１９及び２０
に組み合わせてもよい。用途によっては図９に示すよう
な別の構造にしてもよい。いずれの場合も種々のプレー
トを溶接−拡散により結合し、更にアセンブリをベンデ
ィング／捩り工程にかけた後に、本発明に従い、ガス加
圧吹込み及び超可塑性成形加工工程を適用する。
【００２３】以上説明した方法は、場合により中心プレ
ートと外側プレートに異なる材料を使用することがで
き、特に外側プレートの材料は中心プレートの材料と同
一の超可塑性をもつ必要がない。
ートと外側プレートに異なる材料を使用することがで
き、特に外側プレートの材料は中心プレートの材料と同
一の超可塑性をもつ必要がない。
【図１】本発明の製造方法による羽根の構成部材の斜視
図である。
図である。
【図２】可変厚さを有する中心プレートの斜視図であ
る。
る。
【図３Ａ】図２に示したプレートの部分詳細図の一例で
ある。
ある。
【図３Ｂ】図２に示したプレートの部分詳細図の別の一
例である。
例である。
【図４】拡散バリヤを付設した中心プレートの斜視図で
ある。
ある。
【図５】最終的に接合した斜部材の視図である。
【図６】部材の溶接−拡散工程の説明図である。
【図７】部材の内側補強材の吹込み及び超可塑性成形加
工工程の説明図である。
工工程の説明図である。
【図８】羽根の変形例の断面図である。
【図９】羽根の別の変形例の断面図である。
１ 外側プレート ７ 中心プレート １４ 工具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 20/00 ３１０ Ｌ 9264−4Ｅ (72)発明者 ベルナール・フイリツプ・コロニル・ソイ エ フランス国、77176・サビニー・ル・タン プル、アレ・ドウ・ポール−クロ・３ (72)発明者 ダニロ・バレラ フランス国、92310・セーブル、リユ・ デ・フオントウネル・32
Claims (6)
- 【請求項１】 ターボ機械用中空羽根、特に大弦長を有
する送風ロータ羽根の製造方法であって、（ａ）２個の
外側プレートと少なくとも１個の中心プレートとを含む
一次部材を製造する段階と、（ｂ）前段階（ａ）で得ら
れた予備プロフィルを有する部材をベンディング及び捩
りにより熱間成形加工する段階と、（ｃ）中心プレート
に拡散バリヤを配置する段階と、（ｄ）部材を接合し、
次に工具に配置する段階と、（ｅ）段階（ｃ）時に選択
された場所で溶接−拡散を行う段階と、（ｆ）選択され
たゾーンでガス加圧吹込み及び超可塑性成形加工を行う
段階と、（ｇ）仕上げ段階とを含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項２】 一次部材の製造段階（ａ）が、中心プレ
ートを化学的に加工する工程からなる段階を含むことを
特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 ベンディング／捩り段階（ｂ）後におい
て追加段階で、ベンディング及び捩り加工した中心プレ
ートに可変厚さのプレートを得るように化学的加工工程
を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 一次部材が２個の外側プレートと複数の
中心プレートとを含むことを特徴とする請求項１から３
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 中心プレートが、連続表面を有する少な
くとも１個の中心プレートと中心切欠部分を有する少な
くとも１個の中心プレートとを含むことを特徴とする請
求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 中心プレートの数が２個であり、該２個
のプレートを拡散溶接により外側プレートに結合し、次
にガス加圧吹込み及び超可塑性成形加工工程を施すこと
を特徴とする請求項４に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9102007A FR2672826B1 (fr) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Procede de fabrication d'une aube creuse pour turbomachine. |
| FR9102007 | 1991-02-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05192729A true JPH05192729A (ja) | 1993-08-03 |
| JP2574589B2 JP2574589B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=9409907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4033623A Expired - Fee Related JP2574589B2 (ja) | 1991-02-20 | 1992-02-20 | ターボ機械用中空羽根の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0500458B1 (ja) |
| JP (1) | JP2574589B2 (ja) |
| DE (1) | DE69205187T2 (ja) |
| FR (1) | FR2672826B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100843448B1 (ko) * | 2007-03-20 | 2008-07-03 | 현대중공업 주식회사 | 진동 감쇄형 익형 날개 |
| JP2009513871A (ja) * | 2005-10-29 | 2009-04-02 | ロールス・ロイス・ピーエルシー | 超塑性的に形成したタービンエンジン用ブレード及びその製造方法 |
| JP2009529113A (ja) * | 2006-03-06 | 2009-08-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | タービン構成要素又は圧縮機構成要素の製造方法並びにタービン構成要素又は圧縮機構成要素 |
| JP2010538839A (ja) * | 2007-09-19 | 2010-12-16 | バーンズ グループ インコーポレーテッド | 拡散接合 |
| CN113523728A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-22 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种空心导叶片的特种加工方法 |
| CN113857346A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-31 | 北京航空航天大学 | 一种空心叶片热成型方法及空心叶片充气装置 |
Families Citing this family (16)
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| US5469618A (en) * | 1993-12-06 | 1995-11-28 | General Electric Company | Method for manufacturing hollow airfoils (two-piece concept) |
| FR2724127B1 (fr) | 1994-09-07 | 1996-12-20 | Snecma | Procede de fabrication d'une aube creuse de turbomachine |
| FR2739045B1 (fr) * | 1995-09-27 | 1997-10-31 | Snecma | Procede de fabrication d'une aube creuse de turbomachine |
| FR2739832B1 (fr) * | 1995-10-12 | 1997-12-26 | Aerospatiale | Structure metallique creuse monobloc et dissymetrique telle qu'un bord de fuite d'un bec d'attaque d'une voilure d'aeronef et son procede de fabrication |
| FR2752388B1 (fr) * | 1996-08-14 | 1998-09-18 | Snecma | Procede de fabrication d'une aube creuse de turbomachine comportant un decollement apres soudage |
| GB2450934B (en) | 2007-07-13 | 2009-10-07 | Rolls Royce Plc | A Component with a damping filler |
| GB0808840D0 (en) | 2008-05-15 | 2008-06-18 | Rolls Royce Plc | A compound structure |
| GB2462102B (en) | 2008-07-24 | 2010-06-16 | Rolls Royce Plc | An aerofoil sub-assembly, an aerofoil and a method of making an aerofoil |
| US9289816B2 (en) * | 2009-01-22 | 2016-03-22 | Ihi Corporation | Production method of leading edge reinforcement of fan blade |
| GB0901235D0 (en) | 2009-01-27 | 2009-03-11 | Rolls Royce Plc | An article with a filler |
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| GB201009216D0 (en) | 2010-06-02 | 2010-07-21 | Rolls Royce Plc | Rotationally balancing a rotating part |
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| JP6104725B2 (ja) * | 2013-06-12 | 2017-03-29 | 三菱重工業株式会社 | 板状ワークの捩り保持装置および捩り保持方法ならびに捩り成形方法 |
Family Cites Families (3)
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