JPS62264831A - Manufacture for turbine wheel - Google Patents
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Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はタービンやターボチャージャーあるいはファン
等に使用されるサイドエントリ一方式の翼車の合理的な
製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a rational manufacturing method for a side-entry single-type impeller used in a turbine, turbocharger, fan, or the like.
〈従来の技術〉
従来、タービン翼車の製造方法としては、第13図に示
すように複数板のロータディスクD、、D2が一体に形
成されたロータRを作成し、この各ロータディスクD、
、D2に対して工作111[Mに取付けられるフライス
01〜05によりRm溝Sを形成する一方、第15図及
び第16図に示すように、この[!溝Sに嵌り合う形状
に素材mからフライス011〜015により加工された
翼根Brを有する翼Bを作成し、第17図に示すように
各RBの翼根BrをロータディスクD、、D、の3!植
Isに嵌め合わせて一体化させろようにしている。<Prior Art> Conventionally, as shown in FIG. 13, a method for manufacturing a turbine blade wheel involves creating a rotor R in which a plurality of rotor disks D, D2 are integrally formed, and each of the rotor disks D,
, D2, the Rm groove S is formed by the milling cutters 01 to 05 attached to the workpiece 111[M, and as shown in FIGS. 15 and 16, this [! A blade B having a blade root Br machined by milling cutters 011 to 015 from a material m into a shape that fits into the groove S is created, and as shown in FIG. 17, the blade root Br of each RB is attached to a rotor disk D, 3! I am trying to integrate it by fitting it into the plant Is.
一般に、510℃以上の雰囲気内で高速回転されるロー
タは、その材料としてニッケルやクロムやモリブデンや
バナジウム等の元素を添加することにより質量効果(M
ass Effect)の影響を少なくして完全な組織
を得ろと共に焼戻しの際の軟化に対する抵抗性を付与し
て耐クリープ且つ高抗張力且つ高靭性の熱処理された強
靭鋼が使用され、その比切削抵抗はf = 0.2 m
m / revにおいて300kg/mrn’以上で被
削性率が40以下となっている。In general, rotors that are rotated at high speed in an atmosphere of 510°C or higher are manufactured by adding elements such as nickel, chromium, molybdenum, and vanadium to the material.
In order to obtain a perfect structure by reducing the influence of ass effect), a heat-treated strong steel is used that is resistant to softening during tempering, has creep resistance, high tensile strength, and high toughness, and its specific cutting force is f = 0.2 m
The machinability ratio is 40 or less at m/rev of 300 kg/mrn' or more.
又、最近のように更に高1、高圧で使用されるロータで
は、耐熱ニッケル合金が用いられろ傾向にある。Furthermore, in recent years, there has been a trend toward the use of heat-resistant nickel alloys in rotors used at even higher pressures.
〈発明が解決しようとする問題点〉
被削性の悪い第13図に示すようなロータディスクD1
.D2に形成する翼植4sは、溝入れフライス01 、
m底荒フライス02、セレーシコン荒フライス03、セ
レーション中仕上フライス04、仕上総形フライス05
の順に交換し、工作機wtMにより第14図中、右から
左へ送りをかけて切削している。かかるフライス01〜
05以外の工具としてはブローチが考えられるが、ロー
タディスクDI、D2の外径及び翼植溝Sの位置が各々
に異なる場合には、隣接するロータディスクが干渉して
使用できない。例え、ブローチが干渉しないとしても各
々異なる溝寸法や溝形状毎に高価なブローチェ具を要す
る。<Problems to be solved by the invention> The rotor disk D1 as shown in FIG. 13 has poor machinability.
.. The wing set 4s to be formed on D2 is made using a grooving milling cutter 01,
m-bottom rough milling cutter 02, serration rough milling cutter 03, serration medium finishing milling cutter 04, finishing overall shape milling cutter 05
They are replaced in this order, and cutting is performed using the machine tool wtM while feeding from right to left in Fig. 14. Milling cutter 01~
A broach can be considered as a tool other than 05, but if the outer diameters of the rotor disks DI and D2 and the positions of the blade grooves S are different from each other, adjacent rotor disks will interfere and cannot be used. Even if the broach does not interfere, an expensive broaching tool is required for each different groove size and groove shape.
一方、第14図及び第15図に示すgBの材料も遠心力
や蒸気スラスト振動に耐える強度を持つ事に論文、高温
におけろクリープ限度減少のない事や水分不純物に対す
る耐腐蝕及び浸蝕性がある事が必要で、更には減衰性能
の良い事等の条件を満たす必要がある。従って、高温条
件で使用する場合にはモリブデンやタングステン等の元
素を添加した12〜13%クロム鋼(マルテンサイト系
ステンレスm)が使われているが、特に蒸気条件のきび
しいステージでは、ニッケルを多量に含むオーステナイ
ト系ステンレス鋼、更に高温強さと過熱蒸気による腐食
や摩耗に対する大きな抵抗性を要するgBでは、インコ
ネルやモネルさえ使われろ傾向にある。このgBの翼根
Brの加工もやはりフライス加工やブローチ加工によっ
て行われており、フライス加工の場合には勾配刳りフラ
イス011、第一段付フライス012、第二段付フライ
ス013、セレーション荒刳りフライス014、セレー
ション仕上刳りフライス015を順次交換して加工して
いる。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は準安定
オーステナイト組織であるので、加工によって一部がマ
ルテンサイト化するために加工硬化性が甚だしく、先行
した切刃による加工硬化で次の切刃に対する比切削抵抗
が高まってしまう。On the other hand, the material gB shown in Figs. 14 and 15 also has the strength to withstand centrifugal force and steam thrust vibration, as well as its creep limit not decreasing even at high temperatures, and its corrosion resistance and erosion resistance against moisture impurities. It is necessary to meet certain conditions, and furthermore, it is necessary to satisfy conditions such as good damping performance. Therefore, when used in high-temperature conditions, 12-13% chromium steel (martensitic stainless steel) with elements such as molybdenum and tungsten is used, but especially in stages with severe steam conditions, a large amount of nickel is used. There is a trend toward using austenitic stainless steels, including Inconel and even Monel, in gB, which requires high-temperature strength and greater resistance to corrosion and abrasion from superheated steam. The blade root Br of this gB is also processed by milling or broaching, and in the case of milling, a slope milling cutter 011, a first stage milling cutter 012, a second stage milling cutter 013, and a serration rough boring milling tool are used. 014, the serration finishing cutter and milling cutter 015 are sequentially replaced during processing. However, since austenitic stainless steel has a metastable austenitic structure, part of it becomes martensitic during processing, resulting in severe work hardening, and the work hardening caused by the preceding cutting edge increases the specific cutting force against the next cutting edge. It ends up.
上記のようにして刳り出された翼Bの翼根Brは前記別
工程で切削加工されたロータディスクD工、D2の翼稙
溝Sに第16図に示すように側面から差し込み嵌合して
植込まれる。The blade root Br of the blade B that has been extruded as described above is inserted into the blade root groove S of the rotor disk D, D2, which was cut in the separate process, from the side as shown in Fig. 16. implanted.
その嵌合間係を表す第17図に示すように、BP面を互
いに接触させろと共にその他の面は0.2 mm〜04
胴程度の隙間PRAを設ける。As shown in Figure 17, which shows the fitting distance, the BP surfaces should be in contact with each other, and the other surfaces should be in contact with each other by 0.2 mm to 0.4 mm.
Provide a gap PRA about the size of the torso.
これは翼Bの遠心力を数多くのBP面の圧縮応力で支え
ろようにしたもので、翼の首Nの部分の破壊をこの首N
の部分の引張応力とその部分より幅の広い部分のBP面
の圧縮応力とで防止している。各BP面が一様に当る場
合には、破壊に対する抵抗(よどの首Nの部分において
も等しくなり、結局最も幅の広い首Nの部分の抵抗に等
しくなることをねらったものである。そのため、BP面
は運転状態において全箇所で均一な接触状態が要求され
る。This is designed to support the centrifugal force of the blade B with the compressive stress of many BP surfaces, and the failure of the neck N of the blade can be prevented by the neck N.
This is prevented by the tensile stress in the part and the compressive stress in the BP surface in the part wider than that part. When each BP surface is uniformly hit, the resistance to breakage is the same at every neck N, and the aim is for the resistance to be equal to the resistance at the widest neck N. Therefore, , BP surfaces are required to have uniform contact conditions at all locations during operation.
従って、組立時の各部の嵌合隙間は熱膨張等を考慮し、
BP<BF<PRAとしてBP面部は±0013胴、B
F面部は±005胴の微小な公差内に収められる。この
公差を実現するため、翼の翼根Br及びロータRの翼稙
溝Sの前記した別々の切削加工工程において各々限界ゲ
ージを用い、入念にチェックしながら仕上げろ必要があ
る。Therefore, when assembling, the fitting gaps between each part should be determined in consideration of thermal expansion, etc.
As BP<BF<PRA, BP surface part is ±0013 cylinder, B
The F plane part is within the minute tolerance of ±005 cylinder. In order to achieve this tolerance, it is necessary to finish the blade root Br of the blade and the blade root groove S of the rotor R using a limit gauge and carefully checking each of the above-mentioned separate cutting processes.
更に、切削加工による限りにおいては′RNi溝S及び
翼根Br共に切削終端部に返り (ぼり)が生ずるのは
不可避であり、面取り加工が必要になっている。Furthermore, as far as cutting is concerned, it is inevitable that curvature will occur at the cutting end of both the 'RNi groove S and the blade root Br, making chamfering necessary.
このように、従来の翼車の製造方法では下記の如き各種
の問題がある。As described above, the conventional method for manufacturing a blade wheel has various problems as described below.
(1) ロータ材は被削性が悪い上に翼稙溝は刳りに
くい形状であるが、これを切削加工によっているために
多大の工数と工期とを要する。(1) The rotor material has poor machinability and the blade grooves are difficult to hollow out, but this requires a large amount of man-hours and construction time because it is done by cutting.
(21(11と同じ理由で僅かな切込みしか得られない
ので、多種類の工具を要することに論文で工具摩耗が甚
だしい。(21 (For the same reason as 11, only a small depth of cut can be obtained, so many types of tools are required, and the tool wear is severe in the paper.
(3)翼材ば被削性が悪い上に翼根は僅かな切込みしか
得られず、多種類の工具を要して工数も大となる。(3) The blade material has poor machinability, and only a small depth of cut can be obtained at the blade root, requiring many types of tools and requiring a large number of man-hours.
(4)翼根は僅かな切り込みしか得られないので、加工
硬化を生じて比切削抵抗が高まる。(4) Since only a small depth of cut can be obtained from the blade root, work hardening occurs and the specific cutting force increases.
(5)N植溝及び翼根共に切削加工によっているため、
何れの切削の場合も切削抵抗を支えろためのワーク及び
切削工具の強固な固定酸(ま保持手段を要する。(5) Since both the N groove and the blade root are made by cutting,
In any case of cutting, a strong fixed acid (or holding means) is required for the workpiece and cutting tool to support the cutting resistance.
(6)切削加工における工具経路誤差がIiN植溝翼根
との嵌合隙間寸法に直接影響する。(6) Tool path error during cutting directly affects the fitting gap size with the IiN groove blade root.
(7)翼根は翼部と同じ材料から刳り出されるので、切
屑が多く排出されて高価な翼材を多量に要し、材料歩留
りも悪い。(7) Since the blade root is cut out from the same material as the blade part, a lot of chips are discharged, a large amount of expensive blade material is required, and the material yield is poor.
(8) N植溝と翼根と1:別々の工程で切削加工し
たものを互いに組合せて微小な嵌合公差に収めろ必要が
あるので、N植溝の加工及び翼根の加工は各々限界ゲー
ジを用いて高精度に仕上げておく必要がある。(8) N-groove and blade root 1: Because it is necessary to combine the pieces cut in separate processes and fit them together within minute fitting tolerances, the machining of the N-groove and the blade root each have their limits. It is necessary to finish with high precision using a gauge.
(91N植溝及び翼根共に切削による返りが生じ、面取
り工程を要する。(Both the 91N planting groove and the blade root are curled due to cutting, and a chamfering process is required.
本発明(よ、このような各種の問題点を解決する翼車の
製造方法を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a blade wheel that solves these various problems.
く問題点を解決するための手段〉
本発明による翼車の製造方法は、ワイヤカット放電加工
によりロータディスクの周縁部にN植溝を刳り抜き成形
し、該N鳩溝例り貫きによって得られろ刳り抜き片を翼
根としてこの翼根に別途成形された翼部を電子ビーム溶
接により溶接し、これによって一体形成された翼の前記
翼根を前記ロータディスクの前記N植溝に嵌合するよう
にしたことを特徴とするものである。Means for Solving the Problems> The method for manufacturing a blade wheel according to the present invention is to form N grooves in the peripheral edge of a rotor disk by wire cut electrical discharge machining, and to obtain the N grooves by punching the N grooves. The hollowed-out piece is used as a blade root, and a separately formed blade part is welded to this blade root by electron beam welding, thereby fitting the blade root of the integrally formed blade into the N groove of the rotor disk. It is characterized by the following.
く作 用〉
翼根はそれが制り抜かれた該当N植溝に嵌合されるので
、ワイヤカット放電加工において予めワイヤ径及びセカ
ンドカットオフセット量を適正に調節し、所要のギャッ
プを穿設しておけば、翼の完成後に翼先端側にずらせて
嵌合することにより所望の嵌合関係が得られろ。この場
合、翼根刳り抜き時のワイヤ経路の僅かな誤差は、嵌合
の位置には影響しても嵌合隙間精度には何ら影響しない
。Function: Since the blade root is fitted into the corresponding N groove that has been cut out, the wire diameter and second cut offset amount must be properly adjusted in advance during wire cut electrical discharge machining, and the required gap must be drilled. If this is done, after the blade is completed, the desired fitting relationship can be obtained by shifting the blade toward the tip side and fitting it. In this case, a slight error in the wire path at the time of hollowing out the blade root does not affect the precision of the fitting gap, although it may affect the fitting position.
一方、翼根と翼部との電子ビーム溶接継手面を翼根光の
棚を通る軸回転接線方向に平行な面とすれば継手面積が
最も広くとれ、翼車の回転により径方向外側へ働く遠心
力で生ずる引張応力が最小となる。従って、例え僅かな
溶接欠陥があってもこ\から破断する虞はない。On the other hand, if the electron beam welding joint surface between the blade root and the blade section is made parallel to the tangential direction of the shaft rotation passing through the shelf of the blade root light, the joint area can be maximized, and the joint surface will work radially outward due to the rotation of the blade wheel. Tensile stress caused by centrifugal force is minimized. Therefore, even if there is a slight welding defect, there is no risk of breakage.
く実 施 例〉
本発明による一実施例を第1図〜第12図に示すが、本
実施例による翼車の製造方法は第1図〜第5図に示すワ
イヤカット放電加工装置によりタービンロータRのロー
タディスクD2から第6図及び第8図のように翼根Br
を刳り抜く第一工程と、このくり抜かれた翼根Brを第
9図のように翼部Blに接合させた状態で第10図に示
す電子ビーム溶接装置によりその接合部を溶接して第1
2図に示すようにgBを形成する第二工程と、これを上
記ロータディスクD2の刳り抜かれたN植溝Sに対して
第7図に示すように半径方向外側にT3寸法だけずらせ
て嵌合する第三工程とからなっている。なお、必要に応
じて第二工程と第三工程との間に修正研削工程を入れろ
こともある。Embodiment One embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 12, and the method for manufacturing a blade wheel according to this embodiment is to manufacture a turbine rotor using a wire-cut electrical discharge machining apparatus shown in FIGS. 1 to 5. From the rotor disk D2 of R to the blade root Br as shown in FIGS.
The hollowed-out blade root Br is joined to the blade part Bl as shown in FIG. 9, and the joined part is welded using the electron beam welding device shown in FIG.
A second step of forming gB as shown in Fig. 2, and fitting it to the hollowed out N groove S of the rotor disk D2 by shifting it radially outward by the dimension T3 as shown in Fig. 7. It consists of a third step. Note that, if necessary, a correction grinding process may be inserted between the second process and the third process.
第一工程に用いろワイでカット放電加工装置は、第1図
及び第2図に示すように機械本体1と、これを1117
mするNC装置7と、極間にパルスを供給する加工電源
8とから構成されている。そして、機械本体1はタービ
ンロータRを垂直に載せて回動割出しする割出テーブル
21を回動自在に担持する環状のワークテーブル2と、
このワークテーブル2と一体で三本のコラム3が立設さ
れたベース30と、このコラム3に第1図中、上下方向
(以下、単に上下方向と呼称する)に摺動可能に嵌合さ
れたサドル4と、このサドル4上で第2図中、上下方向
(以下、これを左右方向と呼称する)に摺動自在に案内
されろクロススライド5と、このクロススライド5上で
第2図中、左右方向(以下、これを前後方向と呼称する
)に摺動自在に案内され且つワイヤガイド手段が装備さ
れたスライドヘッド6と、ワイヤ電極供給ドラム11と
、ワイヤ電極巻取りドラム13と、加工液供給装置15
とからなっている。なお、上記クロススライド5の左右
方向及びスライドヘッド6の前後方向のそれぞれ送り速
度は、一般の工作機械に較べて極めて遅い送りの滑らか
な制御のため、各々の送りガイドにはローラ支持方式が
採用されている。The electric discharge machining device used for the first process includes a machine body 1 and a 1117
The machine is comprised of an NC device 7 that performs the following steps, and a processing power source 8 that supplies pulses between the machining holes. The machine body 1 includes an annular work table 2 rotatably supporting an indexing table 21 on which the turbine rotor R is vertically mounted and rotatably indexed;
A base 30 is integrated with the work table 2 and has three columns 3 erected thereon, and a base 30 is fitted to the columns 3 so as to be slidable in the vertical direction (hereinafter simply referred to as the vertical direction) in FIG. a cross slide 5 that is slidably guided in the vertical direction (hereinafter referred to as the horizontal direction) in FIG. 2 on this saddle 4; A slide head 6 that is slidably guided in the middle, left and right directions (hereinafter referred to as the front and rear directions) and is equipped with a wire guide means, a wire electrode supply drum 11, a wire electrode winding drum 13, Processing fluid supply device 15
It consists of Furthermore, in order to smoothly control the feed speeds of the cross slide 5 in the horizontal direction and the slide head 6 in the front and rear directions, which are extremely slow compared to general machine tools, a roller support system is adopted for each feed guide. has been done.
前記環状のワークテーブル2は、フロア20に明けられ
たピット22に対して同心にフロア20上に据付けられ
、この中心をタービンロータRの軸端部が貫通出来ろよ
うになっており、同様に円筒状の割出テーブル21を同
心に回転自在に軸支している。この割出テーブル21の
水平ガイド穴23に案内される把持爪22 aは、ター
ビンロータRのジャーナル部をワークテーブル2の中心
に把持するように対向して二組設けられており、ねじ棒
24の前端部は上記把持爪22alC螺きし、その中間
部はスラスト軸受25を介して割出テーブル21の円筒
部に軸支され、更に少端部には回動用スパナ係り穴が設
けられている。又、割出テーブル21に外嵌固着された
ウオームホイール26は、ワークテーブル2に設けられ
た割出モータ27により回転するウオーム28と噛み合
っており、三本のコラム3の頂部を固着した板31には
上下動用モータ32が取付けられている。この上下動用
モータ32で回転する上下送りねじ33は、サドル4に
固着されためねし41に螺合し、その下端はベース30
に軸支されている。そして、案内@42はサドル4に固
着され且つ各々三本のコラム3に摺動自在に外嵌されて
おり、左右方向送りサーボモータ43はサドル4の側面
に取付けられている。この左右方向送りサーボモータ4
3により回転する左右方同送秒ボールねじ軸44は、ク
ロススライド5の底に固着されたポールナツト51と螺
合し、その先端部はサドル4の他の側面に軸支されてい
る。ガイドローラ55はサドル4上面のガイド面にクロ
ススライド5を支持するものであり、クロススライド5
の端面に取付けられた前後方向送りサーボモータ53に
より回転する前後方向送りボールねじ軸54は、スライ
ドヘッド6内に固着された図示しないポールナツトと螺
合している。更に、前記スライドヘッド6はクロススラ
イド5の上面に上記と同様にガイドローラを介して前後
方向に摺動自在に案内され、ワイヤガイド手段を装備し
ている。そして、ワイヤ電極60をロータディスクD2
の上下で支持するところのワイヤガイド61,62を取
付ける上部支持アーム63と下部支持アーム64とが前
後方向に突設されている。この下部支持アーム64はス
ライドヘッド6に固着されているが、上部支持アーム6
3は上下に移動出来る様に調節可能になっており、この
調節範囲は約80mm位に本実施例では設定されている
。これはワイヤ電極60の支持点をできるだけロータデ
ィスクD2の近くに置き、ワイヤ電極60の振れ等が起
きないようにして加工するためである。The annular work table 2 is installed on the floor 20 concentrically with respect to a pit 22 formed in the floor 20, and the shaft end of the turbine rotor R can pass through the center of the pit 22. A cylindrical indexing table 21 is rotatably supported concentrically. Two sets of gripping claws 22 a guided to the horizontal guide hole 23 of the indexing table 21 are provided facing each other so as to grip the journal portion of the turbine rotor R at the center of the work table 2 . The front end of the gripping claw 22alC is threaded, the middle part thereof is pivotally supported by the cylindrical part of the indexing table 21 via a thrust bearing 25, and the small end thereof is provided with a hole for engaging a rotating wrench. . Further, a worm wheel 26 externally fitted and fixed to the indexing table 21 is engaged with a worm 28 rotated by an indexing motor 27 provided on the work table 2, and a plate 31 fixed to the tops of the three columns 3 A vertical movement motor 32 is attached to the. The vertical feed screw 33 rotated by the vertical movement motor 32 is screwed into a female collar 41 fixed to the saddle 4, and its lower end is connected to the base 30.
It is pivoted on. The guide @42 is fixed to the saddle 4 and slidably fitted onto each of the three columns 3, and the left-right direction feed servo motor 43 is attached to the side surface of the saddle 4. This left and right direction feed servo motor 4
A ball screw shaft 44 that rotates at the same time as shown in FIG. The guide roller 55 supports the cross slide 5 on the guide surface on the upper surface of the saddle 4.
A longitudinal feed ball screw shaft 54 rotated by a longitudinal feed servo motor 53 attached to an end face of the slide head 6 is screwed into a pole nut (not shown) fixed within the slide head 6. Further, the slide head 6 is guided on the upper surface of the cross slide 5 so as to be slidable in the front and back direction via guide rollers in the same manner as described above, and is equipped with wire guide means. Then, the wire electrode 60 is connected to the rotor disk D2.
An upper support arm 63 and a lower support arm 64 to which wire guides 61 and 62, which are supported above and below, are attached, protrude in the front-rear direction. This lower support arm 64 is fixed to the slide head 6, but the upper support arm 64 is fixed to the slide head 6.
3 is adjustable so that it can be moved up and down, and the adjustment range is set to about 80 mm in this embodiment. This is to place the support point of the wire electrode 60 as close to the rotor disk D2 as possible, and to process the wire electrode 60 in a manner that prevents the wire electrode 60 from wobbling or the like.
ワイヤガイド手段の一部を構成するワイヤガイド61,
62は、第3図に示す様に耐摩性のあるサファイアで作
った扇状構造としている。これは、ワイヤ電極60に急
激な歪を与えろと捩れ等のくせを生じ、加工精度に悪影
響を及ぼすことがあり、大きな曲率で曲げて後述する加
工箇所50に案内するためである。この他のワイヤガイ
ド手段を構成する送り出しリール45及びテンションロ
ーラ47及びゴムローラ48及び断線検出ローラ49及
び押えローラ65及び巻上げローラ66及び巻取りロー
ラ69及びこれらの中間に各々アイドラーとして設けら
れたガイドローラ46゜56.57,67.68は、何
れもスライドヘッド6の側面に水平な軸に支持されてい
るが、回転にムラがなく真円度が優れていることが必要
である。又、ガイドローラ58は上部支持アーム63に
軸支されている。なお、スライドヘッド6に取付けられ
る部材として他にゴム押え外しレバー34や上部支持ア
ーム上下調整ノブ37や上部支持アームクランプレバ−
38や通電ピン35があり、この通電ピン35は第4図
に示すパルス発生器の一方の端子に接続すると共にワイ
ヤ電極60に常に接触する樺に配置されている。前記ワ
イヤ電極60は黄銅製であり、加工効率や翼根BrとN
極溝Sとの隙間及びワイヤ切れトラブル等を考慮して本
実施例では直径が0,15閤のものを用いている。前記
送り出しリール45に巻かれたワイヤ電極60は、案内
ローラ46に案内されろと共にテンシランローラ47に
より所要のテンションをかけられ、ゴムローラ48及び
案内ローラ56,57及び通電ピン35及びワイヤガイ
ド62,61及び案内ローラ58を順に通って巻上げロ
ーラ66で巻上げられ、更に案内ローラ67.68を通
って巻取りリール69に巻取られるが、ワイヤガイド6
1,62間の垂直に張られた部分が加工箇所50となる
。これらの途中には、ワイヤ電極60の断線を検出する
断線検出ローラ49,59が取付けられており、断線と
同時に’J 2ツトスイツチが働いて加工電源が落ち、
駆動が止まる仕組みになっている。A wire guide 61 forming part of the wire guide means,
62 has a fan-shaped structure made of wear-resistant sapphire, as shown in FIG. This is because the wire electrode 60 is bent with a large curvature and guided to the processing location 50, which will be described later, because if a sudden strain is applied to the wire electrode 60, the wire electrode 60 may be twisted or otherwise distorted, which may have an adverse effect on processing accuracy. Other wire guide means include a feed reel 45, a tension roller 47, a rubber roller 48, a disconnection detection roller 49, a presser roller 65, a winding roller 66, a winding roller 69, and guide rollers each provided as an idler in the middle thereof. 46.degree. 56.57 and 67.68 are both supported by shafts horizontal to the side surface of the slide head 6, but it is necessary that they rotate evenly and have excellent roundness. Further, the guide roller 58 is pivotally supported by an upper support arm 63. In addition, other members attached to the slide head 6 include a rubber presser release lever 34, an upper support arm vertical adjustment knob 37, and an upper support arm clamp lever.
38 and an energizing pin 35, which is connected to one terminal of the pulse generator shown in FIG. The wire electrode 60 is made of brass, and has excellent machining efficiency and blade root Br and N.
In consideration of the gap with the pole groove S and the trouble of wire breakage, a wire with a diameter of 0.15 mm is used in this embodiment. The wire electrode 60 wound around the feed reel 45 is guided by a guide roller 46 and a required tension is applied by a tensile roller 47. 61 and guide roller 58 in order, the wire is wound up by a winding roller 66, and further passes through guide rollers 67 and 68 and is wound onto a winding reel 69, but the wire guide 6
The vertically extending portion between 1 and 62 becomes the processing location 50. Disconnection detection rollers 49 and 59 are installed in the middle of these to detect disconnection of the wire electrode 60, and at the same time as the disconnection occurs, the 'J2 switch is activated and the processing power is turned off.
It has a mechanism that stops the drive.
なお、案内ローラ12はワイヤガイド手段へ供給するワ
イヤ電極60を貯えた供給ドラム11から前記送り出し
リール45ヘワイヤ電極60を案内するものであり、逆
に案内ローラ14はワイヤガイド手段の巻取りローラ6
9からの使用済みワイヤ電極60を収納する巻取りドラ
ム13への案内ローラである。The guide roller 12 guides the wire electrode 60 from the supply drum 11 storing the wire electrode 60 to be supplied to the wire guide means to the feed reel 45, and conversely, the guide roller 14 guides the wire electrode 60 to the take-up roller 6 of the wire guide means.
9 is a guide roller to the winding drum 13 that stores the used wire electrode 60 from the winding drum 13.
加工液供給装置15は、イオン交換樹脂を用いた純水器
を内蔵する加工液タンク16と、ポンプ17と、加工箇
所50に加工液10を供給するノズル19と、これらを
連結する可撓性管とからなっている。そして、加工液受
はパン18は、同じく可撓性管を介し加工液タンク16
に連結されており、前記加工液10はイオン交換水であ
る。The machining fluid supply device 15 includes a machining fluid tank 16 containing a deionizer using ion exchange resin, a pump 17, a nozzle 19 that supplies machining fluid 10 to a machining location 50, and a flexible structure that connects these. It consists of a tube. The machining fluid receiver pan 18 is connected to the machining fluid tank 16 via a flexible pipe.
The processing liquid 10 is ion-exchanged water.
前記通電ビン35及びロータディスクD2の接点83と
の間にパルスを供給する加工電源8は、第4図に示すよ
うにトランジスタ81を用いたコンデンサ放電回路とし
ている。これらの接点83間に供給するパルスは、ワイ
ヤ電極60に流す電流値に制限があって平均電流でIO
Aであるため、同一電流でも加工効率の高い放電パルス
波形の条件が要求され、それにはパルス幅が狭く電流ピ
ーク値の高いパルスを用いることが必要である。それ故
、トランジスタスイッチング方式の回路でコンデンサ8
2を極間に挿入している。The machining power supply 8 that supplies pulses between the energizing bottle 35 and the contact 83 of the rotor disk D2 is a capacitor discharge circuit using a transistor 81 as shown in FIG. The pulses supplied between these contacts 83 have a limit on the current value flowing through the wire electrode 60, and the average current is IO.
A, a discharge pulse waveform condition with high machining efficiency is required even with the same current, which requires the use of a pulse with a narrow pulse width and a high current peak value. Therefore, in a transistor switching circuit, capacitor 8
2 is inserted between the poles.
8B械本体lのクロススライド5を左右方向に動かす左
右方向送りサーボモータ43及びスライドヘッド6を前
後方向に動かす前後方向送りサーボモータ53をそれぞ
れ制御するNC装置7により、第5図に示すようにスラ
イドヘッド6先端のワイヤ電極60が垂直に張られた加
工箇所50の動き(切断経路)を表すプログラム情報デ
ータ(よ、計算器である制御器91によって処理されろ
。制御器91ば第一補間器92に接続され、この第一補
間器92の出力が第二補間器93を通してサーボモータ
43,53r、!1制御し、り四ススライド5を左右方
向に沿って、又、スライドヘッド6を前後方向に沿って
各々変位させる。第一補間器92は発信器94から供給
されるパルスを受けており、発イ=器94の出力周波数
はコンパレータ回路95の制御下におかれた周波数マル
チプライヤ96によって変調されろ。そして、コンパレ
ーク回路95は公知のようにして加工の状態即ち放電の
質を表す大きさと基準値を表す大きさとの差の関数であ
る信号を発生する。As shown in FIG. 5, the NC device 7 controls the left-right feed servo motor 43 that moves the cross slide 5 of the 8B machine body 1 in the left-right direction, and the back-and-forth feed servo motor 53 that moves the slide head 6 in the front-back direction. Program information data representing the movement (cutting path) of the processing area 50 where the wire electrode 60 at the tip of the slide head 6 is stretched vertically (processed by the controller 91, which is a calculator).The controller 91 performs the first interpolation. The output of the first interpolator 92 controls the servo motors 43, 53r, !1 through the second interpolator 93, and moves the four slides 5 in the left and right direction, and also controls the slide head 6. The first interpolator 92 receives pulses supplied from an oscillator 94, and the output frequency of the oscillator 94 is determined by a frequency multiplier under the control of a comparator circuit 95. 96. The comparator circuit 95 then generates a signal which is a function of the difference between the magnitude representing the state of machining or discharge quality and the magnitude representing the reference value in a known manner.
上述の装置でタービンロータRのロータディスクD2か
ら第6図及び第8図に示すように翼根Brを刳り抜く第
一工程を説明すると、まずタービンロータRを割出テー
ブル21の中心に垂直に据付けるが、タービンロータR
の軸端部は割出テーブル21及び環状のワークテーブル
2のビット22を貫通し、ロータディスクDの側端面が
割出テーブル21の上端面に支えられることにより、こ
のタービンロータRが垂直に安定する。このタービンロ
ータRのジャーナル部に対して、把持爪22aは中心合
せと把持との両件用をする。即ち、ねじ棒24を図示し
ない回動手段で正回動することにより、把持爪22aは
中心に向って前後方向に沿って移動し、そのVブロック
状の先端でジャーナル部に接することにより、タービン
ロータRは左右方向の中心位置に収まる。これと同時に
、前後方向でも中心位置に収まるように上記ねじ棒24
の正回動量を等量に調整することにより、タービンロー
タRは割出テーブル21の中心に握持される。To explain the first step of hollowing out the blade root Br from the rotor disk D2 of the turbine rotor R using the above-mentioned device as shown in FIGS. Install the turbine rotor R
The shaft end passes through the indexing table 21 and the bit 22 of the annular work table 2, and the side end surface of the rotor disk D is supported by the upper end surface of the indexing table 21, so that the turbine rotor R is vertically stabilized. do. The gripping claws 22a serve both for centering and gripping the journal portion of the turbine rotor R. That is, by rotating the threaded rod 24 in the forward direction by a rotating means (not shown), the gripping claw 22a moves toward the center in the front-rear direction, and by contacting the journal portion with its V-block-shaped tip, the turbine The rotor R is located at the center position in the left-right direction. At the same time, the threaded rod 24
The turbine rotor R is gripped at the center of the indexing table 21 by adjusting the positive rotation amount to the same amount.
ワイヤ電極60の加工箇所50を第1図のようにタービ
ンロータRの加工すべきロータディスクD2の高さにセ
ットするには、スライドヘッド6を機械原点まで後退さ
せた状態でモータ32及び送りねじ33及びめねじ41
を介してサドル4を上下方向に移動調節の上、三本のコ
ラム3にサドル4をクランプする。To set the machining location 50 of the wire electrode 60 at the height of the rotor disk D2 to be machined of the turbine rotor R as shown in FIG. 33 and female thread 41
The saddle 4 is moved and adjusted in the vertical direction through the three columns 3, and then the saddle 4 is clamped to the three columns 3.
この時、三本のコラム3はサドル4を垂直に案内すると
共に安定した支持作用をする。更に、上下調整ノブ37
を廻して上部支持アーム63の位置をロータディスクD
2の上面高さに近接した高さに調整した上、上部支持ア
ームクランプレバ−38を締めてクランプする。At this time, the three columns 3 vertically guide the saddle 4 and provide stable support. Furthermore, the vertical adjustment knob 37
to adjust the position of the upper support arm 63 to the rotor disk D.
The upper support arm clamp lever 38 is tightened to clamp the upper support arm.
そして、ワイヤ電極60の加工箇所50の左右方向位置
も機械原点に置かれろ。前記ワイヤK S 60には、
テンシアンローラ47により本実施例では約800gの
変動のないテンションがかけられるが、これは放電反撥
力による強制振動をできる限り小さく押丸るためである
。この様に、変動のないテンシ1ンをかけられながらそ
の長手方向に9!続的に変位するワイヤ電極60の加工
箇所50は、機械原点から予めプログラムされている切
断通路に沿って送られるが、それはサーボモータ43に
よりクロススライド5を左右方向に制御すると同時にサ
ーボモータ53によりスライドヘッド6を前後方向に制
御し、ワイヤガイド61.62を移動させることにより
行う。機械原点から第6図の加工原点84の位置に80
0m / m i n程度の早送りでポジシせニングさ
れたワイヤ電極60の加工箇所50は、ここで加工送り
速度に切換えられてロータディスクD2に近づき、放電
を生じながら舅植込み形状に沿って切断し、ギャップG
をセカンドカット法で切り抜いて行く。即ち、第6図に
おいてH,のオフセット量且つf、mm/minの送り
速度で翼根Brの外側形状に沿って一点鎖線矢印85の
ようにRP点までファーストカットを行い、このRP点
からH2のオフセット量且つf、の約4@の送り速度で
あるf2mm / m i nで二点鎖線矢印86のよ
うに折り返し、!fa溝S。The horizontal position of the processing location 50 of the wire electrode 60 should also be placed at the machine origin. The wire K S 60 includes:
In this embodiment, a constant tension of approximately 800 g is applied by the tensian roller 47, and this is to minimize forced vibration due to discharge repulsion force. In this way, 9! is applied in the longitudinal direction while 1 ton of tension is applied without fluctuation! The machining point 50 of the continuously displaced wire electrode 60 is sent along a preprogrammed cutting path from the machine origin, and at the same time the cross slide 5 is controlled in the left and right direction by the servo motor 43. This is done by controlling the slide head 6 in the front-back direction and moving the wire guides 61 and 62. 80 from the machine origin to the position of the machining origin 84 in Figure 6.
The machining location 50 of the wire electrode 60, which has been positioned at a rapid feed rate of about 0 m/min, is now switched to the machining feed speed, approaches the rotor disk D2, and is cut along the shape of the stud while generating electric discharge. , gap G
Cut out using the second cut method. That is, in FIG. 6, a first cut is made along the outer shape of the blade root Br up to the RP point as indicated by the dashed-dotted line arrow 85 with an offset amount of H and a feed rate of f, mm/min, and from this RP point H2 Fold back as shown by the two-dot chain arrow 86 at f2mm/min, which is the offset amount of f and the feed rate of about 4@, and! fa groove S.
に沿って加工原点84までセカンドカットを行う。ここ
でファーストカットにおけろオフセット量H1はワイヤ
電極60の半径とし、翼根Brの外側に仕上げ代は残さ
ない。前記RP点から折り返すセカンドカットでは、仕
上面精度及び粗度を良くするために電気的加工条件を弱
く調整する。例えば、RP点からBf部を通る間はファ
ーストカット時と同じ経路を逆に送り、RBの首Nで(
よオフセットtH2をワイヤ電極60の半径とし、翼植
溝Sの内側には仕上げ代を残さないようにして第7図に
示す所望の隙間P RA’より (T、sinθ′)m
mだけ狭いギャップG′ができる経路に制御する。これ
に続(BP面の領域はファーストカット時と同じ経路を
逆に送り、更にロータディスクD2の首N′は上記gB
の首Nの領域と同様1こ制御する。次に、第7図に示す
隙間PRA部は所望の隙間PRAよりT tanθだ
け狭いギャップGができるI!!路に制御する。A second cut is made along the line up to the processing origin 84. Here, in the first cut, the offset amount H1 is the radius of the wire electrode 60, and no finishing allowance is left on the outside of the blade root Br. In the second cut that is turned back from the RP point, the electrical processing conditions are weakly adjusted in order to improve the finished surface accuracy and roughness. For example, from the RP point to the Bf section, send the same route as the first cut in the opposite direction, and at the neck N of RB (
By setting the offset tH2 as the radius of the wire electrode 60 and leaving no finishing allowance on the inside of the blade groove S, the desired gap P RA' shown in FIG. 7 is obtained (T, sin θ') m
The path is controlled to create a narrow gap G' by m. Following this (the BP surface area is sent in the opposite direction as in the first cut, and the neck N' of the rotor disk D2 is
Similarly to the area of the neck N, control is performed once. Next, in the gap PRA section shown in FIG. 7, a gap G narrower than the desired gap PRA by T tan θ is created. ! control on the road.
更に、溝底Bt部は所望の隙間BtAよすT3だけ狭い
ギャップG′ができる経路に送りを制御する。このよう
にして放電加工を続けながら加工原点84に戻るが、こ
の間ワイヤTit’560の加工箇所50に向けて加工
液10が第1図に示すノズル19から噴射される。Furthermore, the groove bottom Bt portion controls the feed to a path that creates a narrow gap G' by the desired gap BtA and T3. In this way, the electric discharge machining continues to return to the machining origin 84, but during this time the machining fluid 10 is injected from the nozzle 19 shown in FIG. 1 toward the machining location 50 of the wire Tit' 560.
しかるのち、クーピンロータRを円周方向にN植溝Sの
1ピッチ分だけ回動することにより、ワイヤ電極Sの位
置は次の加工原点84′に移ることとなる。この割出回
動は、割出モータ27を制御回転することによりウオー
ム28及びウオームホイール26及び割出テーブル21
を介して行う。Thereafter, the position of the wire electrode S is moved to the next machining origin 84' by rotating the Kupin rotor R in the circumferential direction by one pitch of the N-groove S. This indexing rotation is performed by controlling the rotation of the indexing motor 27 to rotate the worm 28, the worm wheel 26, and the indexing table 21.
Do it through.
ここで、サドル4に取付けられた図示しない公知のロボ
ットのハンド99が第6図のように翼根Brの上下両面
から握持する。そして、加工原点84′に達したワイヤ
電極60は再び前記同様に翼植込み形状に沿って隣りの
翼植ii4 Sを放電切断して行(が、前記RP点を通
過後にハンド99は翼根Brを上下方向に第8図のよう
に抜き取り、次の第二工程へ移すための図示しないパレ
ット上に置かれろ。Here, a hand 99 of a known robot (not shown) attached to the saddle 4 grips the blade root Br from both upper and lower surfaces as shown in FIG. Then, the wire electrode 60 that has reached the machining origin 84' discharge-cuts the adjacent blade implant II4S again along the blade implant shape in the same manner as described above (however, after passing the RP point, the hand 99 cuts the blade root Br. Take it out vertically as shown in Figure 8 and place it on a pallet (not shown) to be transferred to the next second process.
以下、翼根Brはこれと同様にして刳り抜かれて行きパ
レット上に順番に配列させられ、翼植溝Sとの組合せが
判別できろようになっている。Thereafter, the blade roots Br are hollowed out in the same manner and arranged in order on the pallet so that the combination with the blade groove S can be determined.
加工面粗度はセカンドカッ)・により大巾に向上し、翼
稙溝S及び翼根Br共に加工端面に返りが生ずることは
全くない。従って、順番に翼根Brを並列したパレット
はそのまま次の第二工程へ送られる。The roughness of the machined surface is greatly improved by the second cut, and no warping occurs on the machined end face of either the blade root groove S or the blade root Br. Therefore, the pallets in which the blade roots Br are lined up in order are sent as they are to the next second process.
第二工程に用いる電子ビーム溶接装置は、第10図及び
第11図に示すように電子発生室100と、ビーム誘導
路200と、溶接作業室300と、溶接ワーク移動テー
ブル400と、真空排気手段500と、制御装@600
と、高圧電源700とからなっている。As shown in FIGS. 10 and 11, the electron beam welding apparatus used in the second step includes an electron generation chamber 100, a beam guide path 200, a welding work chamber 300, a welding workpiece moving table 400, and a vacuum evacuation means. 500 and control device @600
and a high voltage power supply 700.
前記電子発生室100は、電子銃101と、タングステ
ン陰3103と、ステンレス鋼で形成された陽極104
と、グリッドと同じ働きをする格子102とから構成さ
れており、105の符号で示されたものはヒンジである
。The electron generation chamber 100 includes an electron gun 101, a tungsten cathode 3103, and an anode 104 made of stainless steel.
and a lattice 102 that functions in the same way as a grid, and the one designated by the reference numeral 105 is a hinge.
又、ビーム誘導#5200fよ集光レンズ201と偏光
コイル202とを具えており、電子ビーム流が拡散する
のをできるだけ少な(して8BIと翼根Brとの接合部
分まで到達させるようになっている。なお、図中の符号
で203はアライメント調整ねし、204はコラムバル
ブ、205はベントバルブ、206は観察用顕微鏡であ
る。前記溶接作業室300の排気孔301は、真空排気
手段500のポンプに連結されており、真空室302の
底面には取付治具Jに取付けられた翼Blと翼根Brと
の接合部分が覗ける開口部303が形成されている。な
お、図中の符号で304は覗き窓、305ば水冷式熱遮
蔽板である。更に、溶接ワーク移動テーブル400は取
付治具Jを収納するポケット401を同心円上に多数有
する連続型の溶接回転テーブル402と、これを回転自
在に担持し且つ前後方向に摺動可能なサドル405とか
らなっており、前後方向の移動及び回転;よ制御装置6
00により制御されろ。前記真空排気手段500は、電
子発生室100に連結された拡散ポンプ501と油回転
ポンプ502とを含む電子銃排気系、及び拡散ポンプ5
10とメカニカルブースター511と油回転ポンプ51
2とを含む溶接室真空排気系、及び第一段排気口521
a。In addition, the beam guiding #5200f is equipped with a condensing lens 201 and a polarizing coil 202, which minimizes the diffusion of the electron beam flow (and allows it to reach the joint between 8BI and the blade root Br). In the figure, 203 is an alignment adjustment valve, 204 is a column valve, 205 is a vent valve, and 206 is an observation microscope. It is connected to a pump, and an opening 303 is formed at the bottom of the vacuum chamber 302 through which the joint between the blade Bl and the blade root Br attached to the mounting jig J can be seen. Reference numeral 304 indicates a viewing window, and reference numeral 305 indicates a water-cooled heat shielding plate.Furthermore, the welding workpiece moving table 400 includes a continuous welding rotary table 402 having a number of concentric pockets 401 for storing mounting jigs J; It consists of a saddle 405 that can be freely carried and slidable in the front-back direction, and a control device 6 for moving and rotating in the front-back direction.
Controlled by 00. The evacuation means 500 includes an electron gun exhaust system including a diffusion pump 501 and an oil rotary pump 502 connected to the electron generation chamber 100, and a diffusion pump 5.
10, mechanical booster 511, and oil rotary pump 51
Welding room vacuum exhaust system including 2 and the first stage exhaust port 521
a.
521bと第二段排気口522 a、 522 bとを
含む段階的排気系で構成されている。溶接作業室300
の裏面との間で溶接回転テーブル402の上面円周方向
に配置され且つ半径方向のリークを無くしたリング状の
シール材524,525の閥隙Cは、真空に段階的に排
気されろ領域であり、図中の符号で527a。521b and second stage exhaust ports 522a and 522b. Welding work room 300
The gap C between ring-shaped sealing materials 524 and 525, which are arranged in the circumferential direction of the upper surface of the welding rotary table 402 and eliminate leakage in the radial direction, is a region that is evacuated to vacuum in stages. Yes, the code in the figure is 527a.
527 b +!排気の前段及び後段の空気の流入五を
抑九ろためのプライ;ζリング、530は冷却水供給手
段である。527 b+! A ply for suppressing the inflow of air before and after the exhaust; a ζ ring 530 is a cooling water supply means.
先の第一工程において第8図に示すようにロータディス
クDから刳り抜かれた翼根Brと別工程で製作された翼
部Blとを第9図のように突き合わせ、第12図のよう
に電子ビーム溶接する第2工程では、まず第10図及び
第11図に示すように溶接回転テーブル402の着脱ス
テーションStにて翼部Blと翼根Brをセットした取
付治具JをボケッI−401内に収納する。溶接回転テ
ーブル402は連続的に回転しているので、取付治具J
を収納したポケット401は、スライドリング527a
の下を通過することにより空気を遮断され、第一段排気
口521a、522aの下を通過することにより低真空
から段階的に真空度を上げられ、真空室302の底面の
開口部303に達した時、拡散ポンプ510で排気され
た真空室302と同じ真空度に達する。一方、電子はタ
ングステン陰極103より放出され、このタングステン
陰極103と陽極104の間には80 KV程度の電圧
が印加される。そして、タングステン陰極103から放
出された電子(よ発生する電界によって加速されるが、
格子102はタングステン陰極103に対してO〜16
0vまで自由に電圧を印加できるため、タングステン陰
ji 103からの熱電子の量を自由に調整可能である
。これらの熱電子流はビーム誘導路200内の集束レン
ズ201で集束され、翼部Blと翼根Brとの接合面へ
正しく照射される。このようにして、翼部Bjと翼根B
rとは電子ビーム溶接されて第12図に示すようにX(
Bが形成される。この場合、電子ビーム溶接継手面は、
翼根光の棚shを通る切線方向に平行な翼断画の中で最
も広い面となり、高い引張強さが得られる。In the first step, as shown in FIG. 8, the blade root Br hollowed out from the rotor disk D and the blade part Bl manufactured in a separate process are butted together as shown in FIG. 9, and the electronic In the second step of beam welding, first, as shown in FIGS. 10 and 11, at the attachment/detachment station St of the welding rotary table 402, the mounting jig J in which the blade portion Bl and the blade root Br are set is placed inside the bulge I-401. Store it in. Since the welding rotary table 402 is continuously rotating, the mounting jig J
The pocket 401 that stores the slide ring 527a
The air is blocked by passing under the first stage exhaust ports 521a and 522a, and the degree of vacuum is gradually increased from a low vacuum by passing under the first stage exhaust ports 521a and 522a, and the vacuum level is gradually increased to reach the opening 303 at the bottom of the vacuum chamber 302. At that time, the same degree of vacuum as the vacuum chamber 302 evacuated by the diffusion pump 510 is reached. On the other hand, electrons are emitted from the tungsten cathode 103, and a voltage of about 80 KV is applied between the tungsten cathode 103 and the anode 104. Electrons emitted from the tungsten cathode 103 (accelerated by the generated electric field,
The grating 102 is O~16 with respect to the tungsten cathode 103.
Since a voltage up to 0 V can be freely applied, the amount of hot electrons from the tungsten negative ji 103 can be freely adjusted. These thermionic currents are focused by a focusing lens 201 in the beam guide path 200, and are correctly irradiated onto the joint surface between the blade portion Bl and the blade root Br. In this way, the blade part Bj and the blade root B
r is electron beam welded to form X(
B is formed. In this case, the electron beam welded joint surface is
This is the widest surface of the blade section parallel to the cutting line direction passing through the shelf sh of the blade root light, and high tensile strength can be obtained.
溶接精度は、翼部Blと翼根Brとが取付治具Jにより
拘束されていること、及びTIG溶接の場合に較べてエ
ネルギ入熱は僅か4%しかいらないために熱的変形が少
ないだけでなく溶接部が固化する際の収縮が少ないこと
から溶接工は1小であるが、必要ならばこの段階で精度
修正のため部分的な修正研削を行うと良い。なお、この
第二工程においても第一工程と同様に、作られろ翼Bの
順に図示しないパレット上に配列されて次の第三工程へ
移送されろ。Welding accuracy is achieved because the blade portion Bl and blade root Br are restrained by the mounting jig J, and because only 4% of the energy heat input is required compared to TIG welding, thermal deformation is small. However, if necessary, partial correction grinding may be performed to correct accuracy at this stage. In addition, in this second process, similarly to the first process, the blades B are arranged in order on a pallet (not shown) and transferred to the next third process.
この第三工程では、先に第一工程でタービンロータRの
ロータディスクDにはR植溝Sを加工済みで前記した通
り返りは全(生じてないので、そのまま翼insにgB
を順次嵌め込んで行く。そして、各gBの底とg植溝S
との間に第7図に示すBtAの隙間ができろように仮に
シムを挿入する。これによって、BP面が互いに接触す
ると共にその他の面に02〜0.4閾程度の隙間PRA
ができる。前記311Bに対してテノン絞めを行ったの
ち、シムを取り外して運転状態に移行した場合でも、遠
心力によ)IBP面は全@所均−な接触状態が得られる
。In this third step, the rotor disk D of the turbine rotor R has already been machined with the R groove S in the first step, and the above-mentioned reversal has not occurred, so it is directly attached to the blade ins.
Insert them one by one. Then, the bottom of each gB and g groove S
Temporarily insert a shim so that there is a gap between BtA and BtA shown in FIG. 7. As a result, the BP surfaces come into contact with each other, and the other surfaces have a gap PRA of about 0.2 to 0.4 threshold.
Can be done. Even if the shim is removed and the operation is started after tenon tightening is applied to the 311B, the entire IBP surface (due to centrifugal force) can be in uniform contact.
〈発明の効果〉
本発明の′R車の製造方法によると、ロータディスクの
翼植溝及び翼根をワイヤカット放電加工法により所望の
形状に切断するため、刳りにくい材質のものでKMなり
リスマスツリー状の加工形状に対しても多くの工具を要
することなくawLに伊」り後くことができる。<Effects of the Invention> According to the manufacturing method of the 'R car of the present invention, the blade grooves and blade roots of the rotor disk are cut into the desired shape by wire-cut electric discharge machining, so the material is made of a material that is difficult to hollow out and can be used for KM or lithography. Even tree-like machining shapes can be processed by awL without requiring many tools.
しかも、多段階の切削加工のように加工硬化が生じるこ
ともなく、短時間で例り恢き加工ができろ。又、ロータ
ディスクから′R[溝を刳り抜き、この後き取られたQ
l ’)太き片を翼根として使用するため、加工誤差を
ワイヤ径及びセカンドカットオフセット旦の調節によっ
て一定にすることができ、加工精度のばらつきを簡単に
防止でき、しかも切粉が少なくて高価な材料の歩留りが
著しく向上する等、従来方法の問題点を全て解決できる
。この他に、次の如き効果がある。Moreover, there is no work hardening that occurs in multi-step cutting, and the process can be done in a short time. Also, from the rotor disk, the 'R [groove was cut out, and the Q
l') Since a thick piece is used as the blade root, machining errors can be kept constant by adjusting the wire diameter and second cut offset, making it easy to prevent variations in machining accuracy, and with less cutting chips. All the problems of conventional methods can be solved, such as the yield of expensive materials being significantly improved. In addition to this, there are the following effects.
(11R植溝のワイヤカット放電加工では、切削挺抗が
少ないのでワーククランプが不要となる。(In wire-cut electrical discharge machining of 11R planting grooves, there is little cutting force, so there is no need for a workpiece clamp.
(2)被加工物の硬度に無関係に加工ができる。(2) Processing can be performed regardless of the hardness of the workpiece.
(3) 翼根及びN植溝共に返りが生じないので、面
取り装置が不要となる。(3) Since neither the blade roots nor the N grooves curl, a chamfering device is not required.
(4)翼稙溝のワイヤカット放電加工は、自動化になじ
み易く、昼夜無人運転が可能となる。(4) Wire-cut electrical discharge machining for blade grooves is easily adaptable to automation, allowing unmanned operation day and night.
(5)電子ビーム溶接装置を段階排気形式のものにする
ことによってバキュームチャンバーが小型で済み、真空
排気時間を短縮できろ。(5) By making the electron beam welding equipment a staged exhaust type, the vacuum chamber can be made smaller and the evacuation time can be shortened.
(6) ロータに対して翼を直接電子ビーム溶接する
ものに較べ、翼のみをチャンバー内で電子ビーム溶接し
ているため、バキュームチャンバーが小型で済む。(6) Compared to the method in which the blades are directly electron beam welded to the rotor, only the blades are electron beam welded within the chamber, so the vacuum chamber can be smaller.
第1図は本発明によろ一実施例で使用したワイヤカット
放電加工装置の一例の部分断面図、第2図はその■−■
矢視断面図、第3図はそのスライドヘッドのワイヤガイ
ド手段の機構概念図、第4図はその放電回路図、第5図
はそのサーボモータを制御するNC装課のブロック図、
第6図はロータディスクのワイヤカット放電加工状態を
表す加工原理図、第7図;よ翼根と翼植溝との嵌合状態
の部分拡大図、第8図はロータディスクから翼根を制り
抜いた状態の部分斜視図、第9図は翼根と翼部とを接合
する状態を示す斜視図、第10図は電子ビーム溶接装置
の一例の構造を表す断面図、第11図はそのXI−XI
矢視断面図、第12図は翼部と翼根との溶接状態の斜視
図、第13図は従来のロータディスクの翼稙溝の加工原
理を示す斜視図、第14図は従来の翼根の加工原理を示
す斜視図、第15図はこの時のワークと各フライスとの
位置関係を示す加工概念図、第16図は従来方法による
翼とロータディスクとの結合状態を示す斜視図、第17
図はその嵌合部分の拡大図である。
又、図中の符号でRはタービンロータ、D。
D2はロータディスク、S 1.f″ii N R、B
は翼、Brはg根、Blは翼部である。
第3図
第4図
第5区
二、−□−一
第8図
第9図
第11図
16図
第17図Fig. 1 is a partial sectional view of an example of a wire-cut electrical discharge machining apparatus used in an embodiment according to the present invention, and Fig. 2 is a partial cross-sectional view of an example of the wire-cut electric discharge machining apparatus used in one embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of the mechanism of the wire guide means of the slide head, FIG. 4 is a discharge circuit diagram thereof, and FIG. 5 is a block diagram of the NC unit that controls the servo motor.
Figure 6 is a machining principle diagram showing the state of wire-cut electric discharge machining of the rotor disk. Figure 7 is a partially enlarged view of the fitted state between the blade root and the blade groove. Figure 8 is a diagram showing the blade root being controlled from the rotor disk. FIG. 9 is a perspective view showing the state in which the blade root and the blade part are joined together; FIG. 10 is a sectional view showing the structure of an example of an electron beam welding device; FIG. XI-XI
12 is a perspective view of the welded state of the blade part and the blade root, FIG. 13 is a perspective view showing the processing principle of the blade groove of a conventional rotor disk, and FIG. 14 is a conventional blade root. FIG. 15 is a conceptual diagram of the machining process showing the positional relationship between the workpiece and each milling cutter at this time. FIG. 17
The figure is an enlarged view of the fitting portion. Also, in the figures, R is the turbine rotor, and D is the symbol R. D2 is a rotor disk, S1. f″ii N R, B
is the wing, Br is the g root, and Bl is the wing. Figure 3 Figure 4 Figure 5 Section 2, -□-1 Figure 8 Figure 9 Figure 11 Figure 16 Figure 17
Claims (1)
翼植溝を刳り抜き成形し、該翼植溝の刳り貫きによって
得られる刳り抜き片を翼根としてこの翼根に別途成形さ
れた翼部を電子ビーム溶接により溶接し、これによって
一体形成された翼の前記翼根を前記ロータディスクの前
記翼植溝に嵌合するようにしたことを特徴とする翼車の
製造方法。A blade groove is hollowed out on the peripheral edge of the rotor disk by wire-cut electric discharge machining, and the hollow piece obtained by hollowing out the blade groove is used as a blade root, and the blade part separately formed on this blade root is heated with an electron beam. A method for manufacturing a blade wheel, characterized in that the blade roots of the integrally formed blade are fitted into the blade planting groove of the rotor disk by welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10394086A JPH0741477B2 (en) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | Method of manufacturing impeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10394086A JPH0741477B2 (en) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | Method of manufacturing impeller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62264831A true JPS62264831A (en) | 1987-11-17 |
JPH0741477B2 JPH0741477B2 (en) | 1995-05-10 |
Family
ID=14367440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10394086A Expired - Lifetime JPH0741477B2 (en) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | Method of manufacturing impeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0741477B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0569239A (en) * | 1991-03-11 | 1993-03-23 | General Motors Corp <Gm> | Method of joining single crystal turbine blade half section |
JPH0592326A (en) * | 1991-03-11 | 1993-04-16 | General Motors Corp <Gm> | Method for joining individual turbine blades in multiple specific turbine rotor |
CN105345187A (en) * | 2015-11-24 | 2016-02-24 | 上海交通大学 | Method for searching maximum free movement stroke track of electrode in electrosparking of closed blisk |
CN111443660A (en) * | 2020-04-23 | 2020-07-24 | 智腾机械设备(上海)有限公司 | Impeller turning model generation method and computer program |
-
1986
- 1986-05-08 JP JP10394086A patent/JPH0741477B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0569239A (en) * | 1991-03-11 | 1993-03-23 | General Motors Corp <Gm> | Method of joining single crystal turbine blade half section |
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CN105345187A (en) * | 2015-11-24 | 2016-02-24 | 上海交通大学 | Method for searching maximum free movement stroke track of electrode in electrosparking of closed blisk |
CN111443660A (en) * | 2020-04-23 | 2020-07-24 | 智腾机械设备(上海)有限公司 | Impeller turning model generation method and computer program |
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JPH0741477B2 (en) | 1995-05-10 |
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