JPH07269301A - Work method of ceramic turbine rotor - Google Patents
Work method of ceramic turbine rotorInfo
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- JPH07269301A JPH07269301A JP6089794A JP6089794A JPH07269301A JP H07269301 A JPH07269301 A JP H07269301A JP 6089794 A JP6089794 A JP 6089794A JP 6089794 A JP6089794 A JP 6089794A JP H07269301 A JPH07269301 A JP H07269301A
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- ceramic
- tooth
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- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、過給機やガスタービン
エンジンの部品として用いられるセラミックタービンロ
ータをクラックなく加工することができるセラミックタ
ービンロータの加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic turbine rotor machining method capable of machining a ceramic turbine rotor used as a part of a supercharger or a gas turbine engine without cracks.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、省エネルギーの見地から空気を過
給するか、またはエンジンの作動温度を高くすることに
よってエンジン効率の向上を図ることが研究され実施さ
れている。これらのエンジンに用いられるタービンロー
タは、例えば過給機やガスタービンエンジンの場合、８
００〜１５００℃で周速度１００m/sec 以上もの高温高
速回転をするため、タービンロータには極めて大きな引
張応力が加わる、そのため高温強度に優れた材料が必要
となる。タービンロータの材料としては、従来Ｎｉ、Ｃ
ｏ等からなる耐熱金属が用いられてきたが、現状の耐熱
金属では１０００℃以上もの高温に長時間耐えることが
困難で、しかも価格も極めて高く、従ってこれらの耐熱
金属に代わる材料としてＳｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ、サイアロ
ン等で代表される高温特性に優れたセラミック材料が使
用されるようになってきた。2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of energy saving, research has been conducted to improve engine efficiency by supercharging air or raising the operating temperature of the engine. Turbine rotors used in these engines are, for example, 8
Since the turbine rotor rotates at a high temperature and high speed of 100 m / sec or more at a temperature of 00 to 1500 ° C., extremely large tensile stress is applied to the turbine rotor. Therefore, a material excellent in high temperature strength is required. Conventional materials for turbine rotors are Ni and C
Although refractory metals such as o have been used, it is difficult for the current refractory metals to withstand temperatures as high as 1000 ° C or longer for a long time, and the price is extremely high. Therefore, Si 3 N 4 can be used as a substitute for these refractory metals. 4 , ceramic materials excellent in high temperature characteristics represented by SiC, sialon, etc. have come to be used.
【０００３】セラミックタービンロータは複雑形状であ
るため、通常射出成形又は鋳込成形により成形し、焼成
後加工することにより製造される。ここで、焼成後加工
するに当っては、タービンロータのボス部及び軸部端面
の軸中心線上のセンター穴等を設けてタービンロータを
支持して行ない、各部位の加工が終了すると、軸部側は
金属軸を圧入するため不要となり、切断される。Since the ceramic turbine rotor has a complicated shape, it is usually manufactured by molding by injection molding or cast molding, and processing after firing. Here, in processing after firing, the boss portion of the turbine rotor and the center hole on the shaft center line of the shaft end face are provided to support the turbine rotor, and when the processing of each portion is completed, the shaft portion is finished. Since the metal shaft is press-fitted on the side, it becomes unnecessary and is cut.
【０００４】図３は従来の切断工程を示す概要図で、ボ
ス部１、ハブ部２、翼部３及び軸部４が一体的に形成さ
れたセラミックタービンロータ５に対して、三ッ爪スク
ロールチャック等の把持装置を用いて、セラミックター
ビンロータ５のボス部１側のセンター部９を受け治具６
にて保持しつつ、チャック爪７にて切断部により近い位
置であるセラミックタービンロータ５の円周側のハブ部
２を直接掴んで固定した後、砥石８により軸部４側のセ
ンター部１０を切断除去する方式が採用されている。FIG. 3 is a schematic view showing a conventional cutting process. A three-jaw scroll is provided for a ceramic turbine rotor 5 in which a boss portion 1, a hub portion 2, a blade portion 3 and a shaft portion 4 are integrally formed. Using a gripping device such as a chuck, the jig 6 for receiving the center portion 9 on the boss portion 1 side of the ceramic turbine rotor 5 is received.
While holding by the chuck claws 7, the hub portion 2 on the circumferential side of the ceramic turbine rotor 5 which is closer to the cutting portion is directly gripped and fixed, and then the center portion 10 on the shaft portion 4 side is fixed by the grindstone 8. The method of cutting and removing is adopted.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、三ッ爪スクロールチャック等の把持装置でセラ
ミックタービンロータ５の円周側のハブ部２を掴む場
合、その把持を確実にするため締付力は６０〜７０kg/c
m2程度で行なうため、相当な割合でタービンロータ５の
ハブ部２にクラックが入るという問題が発生した。ま
た、切断中にチャック爪７がずれてタービンロータ５が
動き、そのため寸法のバラツキが発生することがあっ
た。さらに、把持装置のチャック爪７が部分的に摩耗す
るため、その修正も必要であった。However, as described above, when the hub portion 2 on the circumferential side of the ceramic turbine rotor 5 is gripped by a gripping device such as a three-jaw scroll chuck, the tightening is performed to ensure gripping. The applied force is 60 to 70 kg / c
Since the process is performed at about m 2 , a problem occurs that the hub portion 2 of the turbine rotor 5 is cracked at a considerable rate. Further, during cutting, the chuck claws 7 shift and the turbine rotor 5 moves, which may cause variations in dimensions. Further, since the chuck claws 7 of the gripping device are partially worn, it is necessary to correct them.
【０００６】従って、本発明は上記した従来の課題を解
決したもので、切断加工に際してもハブ部にクラックが
発生せず、またタービンロータの把持を確実に行なうこ
とができるチャッキング治具とそれを用いたセラミック
タービンロータの加工方法を提供することを目的とす
る。Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and a chucking jig and a chucking jig which are capable of reliably gripping a turbine rotor without cracking in the hub during cutting. An object of the present invention is to provide a method for processing a ceramic turbine rotor using the.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、ボス部、ハブ部、翼部及び軸部が一体的に形成され
たセラミックタービンロータの加工方法であって、把持
装置により少なくともボス部を保持するとともに、セラ
ミックタービンロータの翼部外周に割り型リングを嵌合
し、該リングの外周を把持装置の爪部により把持するこ
とを特徴とするセラミックタービンロータの加工方法、
が提供される。また本発明では、割り型リングと翼部と
のクリアランスは、直径で０．０５〜０．３mmであるこ
とが好ましく、また割り型リングの肉厚が１〜６mmで、
さらに割り型リングの割れ部分が０．５〜４mmとした割
り型リングが好ましい。That is, according to the present invention, there is provided a method for processing a ceramic turbine rotor in which a boss portion, a hub portion, a blade portion, and a shaft portion are integrally formed, and at least a boss is formed by a gripping device. Holding part of the ceramic turbine rotor, a split ring is fitted to the outer circumference of the blade of the ceramic turbine rotor, and the outer circumference of the ring is gripped by the claws of the gripping device.
Will be provided. Further, in the present invention, the clearance between the split mold ring and the blade is preferably 0.05 to 0.3 mm in diameter, and the thickness of the split mold ring is 1 to 6 mm,
Further, a split ring having a cracked portion of the split ring of 0.5 to 4 mm is preferable.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもので
はない。図１は本発明による加工方法の一例を示す概要
図である。尚、図中の符号は特記しない限り、図３と同
一である。The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited to these examples. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a processing method according to the present invention. The reference numerals in the figure are the same as those in FIG. 3 unless otherwise specified.
【０００９】まず本発明では、セラミックタービンロー
タ５のボス部１側のセンター部９を受け治具６にて保持
して、セラミックタービンロータ５を支持固定する。ま
た、ボス部に逆センターを設けている場合は、凸状の逆
センター治具を用いるか、ボス部を直接保持する。次
に、セラミックタービンロータ５の翼部３の外周に、図
２に示すような割り型リング１１を嵌合する。次いで、
割り型リング１１の外周側から、把持装置である三ッ爪
スクロールチャック装置のチャック爪７にてセラミック
タービンロータ５の翼部３を把持する。First, in the present invention, the center portion 9 of the ceramic turbine rotor 5 on the boss portion 1 side is held by the receiving jig 6 to support and fix the ceramic turbine rotor 5. When the boss is provided with the reverse center, a convex reverse center jig is used or the boss is directly held. Next, the split ring 11 as shown in FIG. 2 is fitted onto the outer periphery of the blade portion 3 of the ceramic turbine rotor 5. Then
From the outer peripheral side of the split mold ring 11, the blade portion 3 of the ceramic turbine rotor 5 is gripped by the chuck claws 7 of the three-claw scroll chuck device which is a gripping device.
【００１０】このように、翼部３の外周とチャック爪７
の間に割り型リング１１を挿入することで、２００kg/c
m2以下程度の締付力で翼部３の外周から締め付けても締
付力が全体に均一に分散され、翼部３にクラックが生じ
なかった。また、セラミックタービンロータ５が確実に
把持、固定されるため、セラミックタービンロータの寸
法不良も発生しなかった。さらに、チャック爪７の部分
摩耗も生じなかった。In this way, the outer periphery of the wing portion 3 and the chuck claw 7 are
200 kg / c by inserting split ring 11 between
Even when tightened from the outer periphery of the blade portion 3 with a tightening force of about m 2 or less, the tightening force was evenly distributed over the entire blade portion, and the blade portion 3 was not cracked. Further, since the ceramic turbine rotor 5 is reliably gripped and fixed, the dimensional defects of the ceramic turbine rotor did not occur. Furthermore, partial wear of the chuck claw 7 did not occur.
【００１１】ここで、リングとしては割り型リングが翼
部外周全体に均一にトルクを掛けることができるので、
薄肉の翼でも破壊することがないため好ましい。また、
リングの材質としては特に制限されず、金属、プラスチ
ック、セラミック等各種材質のものが使用でき、例えば
金属の場合、Ｓ４５Ｃ等の鋼鉄製や鋳鉄製のものが使用
できる。Here, as the ring, a split ring can uniformly apply torque to the entire outer circumference of the blade portion,
It is preferable because it does not break even thin wings. Also,
The material of the ring is not particularly limited, and various materials such as metal, plastic and ceramic can be used. For example, in the case of metal, those made of steel such as S45C or cast iron can be used.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の加工方法
によれば、セラミックタービンロータのハブ部外周にリ
ングを嵌合し、その外周を把持装置の爪により把持する
ため、締付力が全体に均一に分散されてセラミックター
ビンロータの翼部にクラックが生じず、セラミックター
ビンロータの寸法不良も発生しない。さらに、爪部の部
分摩耗も生じない等の優れた効果を奏するものである。As described above, according to the processing method of the present invention, the ring is fitted on the outer circumference of the hub portion of the ceramic turbine rotor, and the outer circumference is gripped by the claws of the gripping device. The ceramic turbine rotor is evenly dispersed over the entire surface, cracks do not occur in the blade portion of the ceramic turbine rotor, and dimensional defects of the ceramic turbine rotor do not occur. Further, it has an excellent effect such that partial wear of the claw portion does not occur.
【図１】本発明による加工方法の一例を示す概要図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a processing method according to the present invention.
【図２】本発明に用いる割り型リングの一例を示す概要
図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a split ring used in the present invention.
【図３】従来の加工方法の一例を示す概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional processing method.
１ ボス部、２ ハブ部、３ 翼部、４ 軸部、５ セ
ラミックタービンロータ、６ 受け治具、７ チャック
爪、８ 砥石、９ センター部、１０ センター部、１
１ 割り型リング。1 boss portion, 2 hub portion, 3 blade portion, 4 shaft portion, 5 ceramic turbine rotor, 6 receiving jig, 7 chuck claw, 8 grindstone, 9 center portion, 10 center portion, 1
1 split ring.
Claims (4)
に形成されたセラミックタービンロータの加工方法であ
って、把持装置により少なくともボス部を保持するとと
もに、セラミックタービンロータの翼部外周に割り型リ
ングを嵌合し、該リングの外周を把持装置の爪部により
把持することを特徴とするセラミックタービンロータの
加工方法。1. A method of processing a ceramic turbine rotor in which a boss portion, a hub portion, a blade portion, and a shaft portion are integrally formed, wherein at least the boss portion is held by a gripping device and the blade portion of the ceramic turbine rotor is held. A method for processing a ceramic turbine rotor, characterized in that a split ring is fitted to the outer periphery, and the outer periphery of the ring is gripped by a claw portion of a gripping device.
が、直径で０．０５〜０．３mmである請求項１記載のセ
ラミックタービンロータの加工方法。2. The method for machining a ceramic turbine rotor according to claim 1, wherein the clearance between the split ring and the blade is 0.05 to 0.3 mm in diameter.
求項１又は２記載のセラミックタービンロータの加工方
法。3. The method for processing a ceramic turbine rotor according to claim 1, wherein the split ring has a wall thickness of 1 to 6 mm.
である請求項１〜３のいずれかに記載のセラミックター
ビンロータの加工方法。4. The split ring has a cracked portion of 0.5 to 4 mm.
The method for processing a ceramic turbine rotor according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089794A JPH07269301A (en) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | Work method of ceramic turbine rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089794A JPH07269301A (en) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | Work method of ceramic turbine rotor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07269301A true JPH07269301A (en) | 1995-10-17 |
Family
ID=13155614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089794A Pending JPH07269301A (en) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | Work method of ceramic turbine rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07269301A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2479215A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | Rolls Royce Plc | Support frame |
| CN104191185A (en) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 西北工业大学 | Machining technology of through-hole-free minitype turbine |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP6089794A patent/JPH07269301A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2479215A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | Rolls Royce Plc | Support frame |
| GB2479215B (en) * | 2010-03-30 | 2012-08-01 | Rolls Royce Plc | Support frame |
| CN104191185A (en) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 西北工业大学 | Machining technology of through-hole-free minitype turbine |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020604 |