JPS6246290B2 - - Google Patents
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- JPS6246290B2 JPS6246290B2 JP53041169A JP4116978A JPS6246290B2 JP S6246290 B2 JPS6246290 B2 JP S6246290B2 JP 53041169 A JP53041169 A JP 53041169A JP 4116978 A JP4116978 A JP 4116978A JP S6246290 B2 JPS6246290 B2 JP S6246290B2
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はねじり形状の金属中空翼の製作方法
に係る。
に係る。
例えば航空機用ガスタービンの性能を向上させ
るためには部品を軽量化することが要求される。
これに対しフアンブレード類においては剛性を低
下させずに重量を軽減させるため中空翼とするこ
とが計画されている。
るためには部品を軽量化することが要求される。
これに対しフアンブレード類においては剛性を低
下させずに重量を軽減させるため中空翼とするこ
とが計画されている。
金属中空翼の製作方法しては種々の方法が考え
られるが、これらの翼の大部分はねじつた形状す
なわちねじり形になつているためボール盤等で貫
通孔をあけることは難しい。また翼を背側部と腹
側部とに分割して中空とする部分を削除した部品
を製作し、これをろう付けまたは電気溶接等で接
合して一体とする方法も考えられるが、接合面が
三次元曲面になるので機械加工が難しい上に、周
知のようにろう付けでは強度メンバーのガスター
ビン翼等に対しては接合面の強度が不足し、アー
ク溶接等の溶融溶接では部材と部材との周辺部の
みの溶接は可能であるが、例えば背側部材にリブ
が設けられている場合にはリブと腹側部材との接
合は通例は困難であり、仮に腹側部材側から、す
べてのリブとの間で溶接を行うとすると多くの工
数を要し著しくコスト高になるのみでなく、後加
工の整正が面倒であつて一様な溶接部を得難く、
また加工後の強度が不均一になり易い等の問題が
ある。
られるが、これらの翼の大部分はねじつた形状す
なわちねじり形になつているためボール盤等で貫
通孔をあけることは難しい。また翼を背側部と腹
側部とに分割して中空とする部分を削除した部品
を製作し、これをろう付けまたは電気溶接等で接
合して一体とする方法も考えられるが、接合面が
三次元曲面になるので機械加工が難しい上に、周
知のようにろう付けでは強度メンバーのガスター
ビン翼等に対しては接合面の強度が不足し、アー
ク溶接等の溶融溶接では部材と部材との周辺部の
みの溶接は可能であるが、例えば背側部材にリブ
が設けられている場合にはリブと腹側部材との接
合は通例は困難であり、仮に腹側部材側から、す
べてのリブとの間で溶接を行うとすると多くの工
数を要し著しくコスト高になるのみでなく、後加
工の整正が面倒であつて一様な溶接部を得難く、
また加工後の強度が不均一になり易い等の問題が
ある。
特に接合方法として拡散接合方法を採用すると
きは接合面をきわめて平滑な研磨面とすることが
必要になり、このような三次元曲面の平滑な仕上
げは困難であつて、著しくコストが上昇する。
きは接合面をきわめて平滑な研磨面とすることが
必要になり、このような三次元曲面の平滑な仕上
げは困難であつて、著しくコストが上昇する。
本発明は翼の背側部と腹側部とに分割したねじ
り形状をしていない素材部品を製作し、背側部品
は中空とすべき溝を削つてリブを残し、両部品を
平面の接合面で合わせて所定の金型中で加熱しな
がら加圧してクリープ変形をさせ、所要のねじり
形状にすると共に拡散接合することによつて素材
の機械加工が蓄しく容易になるねじり形状の金属
中空翼の製作方法を提供することを目的とし、 中空溝を有するねじり形状の金属中空翼の製作
方法において、 円弧状横断面で該円弧状横断面の内側に縦方向
に中空溝形成用のリブを有するねじり形状をして
いない背側部材と平板状の腹側部材とを部材周辺
部とリブ端面との平滑に仕上げられた張り合わせ
面で合わせ、 所要のねじり形状の翼の上面または下面の外形
が彫られた押圧面を有する上型と下型との間に挟
み、 翼材料の融点（絶対温度）x0.4で表される温度
以上で、かつクリープ変形が起こり易い温度領域
に加熱しながら加圧し、クリープ変形をさせて所
要のねじり形状を与えると共に、背側部材と腹側
部材とを前記張り合わせ面で拡散接合させて一体
とすることを特徴とする強度の大きなねじり形状
の金属中空翼の製作方法に係る。
り形状をしていない素材部品を製作し、背側部品
は中空とすべき溝を削つてリブを残し、両部品を
平面の接合面で合わせて所定の金型中で加熱しな
がら加圧してクリープ変形をさせ、所要のねじり
形状にすると共に拡散接合することによつて素材
の機械加工が蓄しく容易になるねじり形状の金属
中空翼の製作方法を提供することを目的とし、 中空溝を有するねじり形状の金属中空翼の製作
方法において、 円弧状横断面で該円弧状横断面の内側に縦方向
に中空溝形成用のリブを有するねじり形状をして
いない背側部材と平板状の腹側部材とを部材周辺
部とリブ端面との平滑に仕上げられた張り合わせ
面で合わせ、 所要のねじり形状の翼の上面または下面の外形
が彫られた押圧面を有する上型と下型との間に挟
み、 翼材料の融点（絶対温度）x0.4で表される温度
以上で、かつクリープ変形が起こり易い温度領域
に加熱しながら加圧し、クリープ変形をさせて所
要のねじり形状を与えると共に、背側部材と腹側
部材とを前記張り合わせ面で拡散接合させて一体
とすることを特徴とする強度の大きなねじり形状
の金属中空翼の製作方法に係る。
次に添付図面を参照して本発明の方法を説明す
る。
る。
円筒を縦方向に分割し横断面形状が弓形の部材
の内側に縦方向に溝２ａが加工された横断面が円
弧状で縦方向に中空溝形成用のリブ２を有する背
側部材１と平板の腹側部材３とのそれぞれの張り
合わせ面１ａと３ａを表面粗0.5ミクロン程度の
平滑さに仕上げ、これを合わせて油圧プレスの上
型４と下型５の押圧面に彫られた穴型６の中に挿
入して、上型と下型とで挟んで油圧をかけてプレ
スする。
の内側に縦方向に溝２ａが加工された横断面が円
弧状で縦方向に中空溝形成用のリブ２を有する背
側部材１と平板の腹側部材３とのそれぞれの張り
合わせ面１ａと３ａを表面粗0.5ミクロン程度の
平滑さに仕上げ、これを合わせて油圧プレスの上
型４と下型５の押圧面に彫られた穴型６の中に挿
入して、上型と下型とで挟んで油圧をかけてプレ
スする。
穴型６は所要のねじり形状の背側の曲面を上型
に、また腹側の曲面を下型に彫つてあり、部材１
と３とを挟んでプレスすると所要のねじり形状を
付与するようにしてある。上型４と下型５とは図
示しないが、真空または不活性ガス雰囲気中で、
抵抗加熱などの方法で加熱し、所定の温度をプレ
ス中は維持できるようにしてある。
に、また腹側の曲面を下型に彫つてあり、部材１
と３とを挟んでプレスすると所要のねじり形状を
付与するようにしてある。上型４と下型５とは図
示しないが、真空または不活性ガス雰囲気中で、
抵抗加熱などの方法で加熱し、所定の温度をプレ
ス中は維持できるようにしてある。
部材１と３とは所定の温度の別の加熱装置にお
いて、無酸化雰囲気中で加熱しておいて、上型４
と下型５との間の穴型６に挿入しても良いし、ま
たは上型と下型との間に挟んでおいて上型、下型
と共に加熱してもよい。
いて、無酸化雰囲気中で加熱しておいて、上型４
と下型５との間の穴型６に挿入しても良いし、ま
たは上型と下型との間に挟んでおいて上型、下型
と共に加熱してもよい。
加熱温度は拡散接合可能な温度以上で、而もク
リープ変形の起り易い温度とする。拡散接合可能
な温度は金属材料の融点を絶対温度で表した温度
Tmの0.4倍が必要と言われ、実用的には0.6〜
0.7Tmと言われている。
リープ変形の起り易い温度とする。拡散接合可能
な温度は金属材料の融点を絶対温度で表した温度
Tmの0.4倍が必要と言われ、実用的には0.6〜
0.7Tmと言われている。
例えば中空翼の材料をチタン合金で製作する場
合、チタンおよびその合金の融点は3040〜2730〓
（1671〜1499℃）であるから、その絶対温度の0.6
倍は1166〜1063〓で、摂氏では893〜790℃となる
から、これ以上の温度でクリープ変形が起り易い
温度とすれば良い。
合、チタンおよびその合金の融点は3040〜2730〓
（1671〜1499℃）であるから、その絶対温度の0.6
倍は1166〜1063〓で、摂氏では893〜790℃となる
から、これ以上の温度でクリープ変形が起り易い
温度とすれば良い。
一例を示すと６％Al、４％Ｖ、残部Tiのチタ
ン合金の（α＋β）組織からβ組織への変態点は
996℃であり、この温度以上では結晶粒は粗大化
し易く、母材の強度が低下するようになる。一
方、上記の0.6Tm＝893〜790℃以上の温度955℃
でクリープ速度が最大になることが知られている
から、拡散接合にはこの温度に加熱するのが良
い。
ン合金の（α＋β）組織からβ組織への変態点は
996℃であり、この温度以上では結晶粒は粗大化
し易く、母材の強度が低下するようになる。一
方、上記の0.6Tm＝893〜790℃以上の温度955℃
でクリープ速度が最大になることが知られている
から、拡散接合にはこの温度に加熱するのが良
い。
この材料で本発明の方法にしたがつて第１図に
示すような中空翼の背側部材と腹側部材とを製作
し、前記の金型の穴型に挿入して955℃に加熱し
て0.3Kgｆ／mm2の力でプレスしたところ１時間で
変形圧接が終了し、冷却後にミクロ組織的に接合
部の検査をしたところ完全に接合されていること
が確認された。
示すような中空翼の背側部材と腹側部材とを製作
し、前記の金型の穴型に挿入して955℃に加熱し
て0.3Kgｆ／mm2の力でプレスしたところ１時間で
変形圧接が終了し、冷却後にミクロ組織的に接合
部の検査をしたところ完全に接合されていること
が確認された。
プレス圧力は拡散接合に必要な圧力とクリープ
変形に要する圧力が必要であり、プレスに要する
時間は実験によつて決めればよい。
変形に要する圧力が必要であり、プレスに要する
時間は実験によつて決めればよい。
このようにねじり形の金属中空翼でもねじりを
与える前の形状で二つの部材に分割すれば、中空
溝を容易に加工することができる上に、分割面即
ち接合面を平面とすることができるから、その機
械仕上げを精度よく行い、かつ仕上げ粗さを小さ
くすることが容易である。また拡散接合を起す温
度以上で、クリープ変形を起し易い温度に加熱し
ながら、この変形を利用してプレス成形すると共
に拡散接合するのであるから、本発明に係るねじ
り形状をしていないリブを有する断面円弧状の部
材と平板状の部材とを張合わせることによつて始
めて成形と接合とを一工程で終了することができ
る。
与える前の形状で二つの部材に分割すれば、中空
溝を容易に加工することができる上に、分割面即
ち接合面を平面とすることができるから、その機
械仕上げを精度よく行い、かつ仕上げ粗さを小さ
くすることが容易である。また拡散接合を起す温
度以上で、クリープ変形を起し易い温度に加熱し
ながら、この変形を利用してプレス成形すると共
に拡散接合するのであるから、本発明に係るねじ
り形状をしていないリブを有する断面円弧状の部
材と平板状の部材とを張合わせることによつて始
めて成形と接合とを一工程で終了することができ
る。
上述したように本方法によれば複雑な曲面を有
する金属中空翼でもプレス用の型を一度製作して
おけば容易に量産することができることになり、
その実用上の効果はきわめて大きい。
する金属中空翼でもプレス用の型を一度製作して
おけば容易に量産することができることになり、
その実用上の効果はきわめて大きい。
第１図は本発明の方法の実施に使用する背側部
材と腹側部材の一例を示す斜視図、第２図はひね
り形状を付与するプレス上型と下型との孔型の一
例を示す正面図、第３図は同じく中空翼をプレス
する状態を示す正面図、及び第４図は接合、成形
された金属中空翼の一例の斜視図である。 １……背側部材、２……リブ、３……腹側部
材、４……上型、５……下型、６……空所（穴
型）、７……金属中空翼。
材と腹側部材の一例を示す斜視図、第２図はひね
り形状を付与するプレス上型と下型との孔型の一
例を示す正面図、第３図は同じく中空翼をプレス
する状態を示す正面図、及び第４図は接合、成形
された金属中空翼の一例の斜視図である。 １……背側部材、２……リブ、３……腹側部
材、４……上型、５……下型、６……空所（穴
型）、７……金属中空翼。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中空溝を有するねじり形状の金属中空翼の製
作方法において、 円弧状横断面で該円弧状横断面の内側に縦方向
に中空溝形成用のリブを有するねじり形状をして
いない背側部材と平板状の腹側部材とを部材周辺
部とリブ端面との平滑に仕上げられた張り合わせ
面で合わせ、 所要のねじり形状の翼の上面または下面の外形
が彫られた押圧面を有する上型と下型との間に挟
み、 翼材料の融点（絶対温度）x0.4で表される温度
以上で、かつクリープ変形が起こり易い温度領域
に加熱しながら加圧し、クリープ変形をさせて所
要のねじり形状を与えると共に、背側部材と腹側
部材とを前記張り合わせ面で拡散接合させて一体
とすることを特徴とする強度の大きなねじり形状
の金属中空翼の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116978A JPS54134206A (en) | 1978-04-10 | 1978-04-10 | Manufacture of hollow wing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116978A JPS54134206A (en) | 1978-04-10 | 1978-04-10 | Manufacture of hollow wing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54134206A JPS54134206A (en) | 1979-10-18 |
| JPS6246290B2 true JPS6246290B2 (ja) | 1987-10-01 |
Family
ID=12600914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4116978A Granted JPS54134206A (en) | 1978-04-10 | 1978-04-10 | Manufacture of hollow wing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54134206A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0195492U (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | ||
| JPH01314682A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Bridgestone Cycle Co | 自転車用フレーム |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56156403A (en) * | 1980-05-06 | 1981-12-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of producing air-cooled blade |
| JPS5727626A (en) * | 1980-07-23 | 1982-02-15 | Ufimsk Aviatsion Inst | Manufacture of blade and device for twisting blade |
| MX161567A (es) * | 1985-03-13 | 1990-11-08 | Westinghouse Electric Corp | Mejoras en aspa fabricada con conductos longitudinales de enfriamiento para turbina de gas |
| US9015944B2 (en) * | 2013-02-22 | 2015-04-28 | General Electric Company | Method of forming a microchannel cooled component |
| US11014190B2 (en) * | 2019-01-08 | 2021-05-25 | Raytheon Technologies Corporation | Hollow airfoil with catenary profiles |
| US10808542B2 (en) * | 2019-01-11 | 2020-10-20 | Raytheon Technologies Corporation | Method of forming gas turbine engine components |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS509784A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-01-31 |
-
1978
- 1978-04-10 JP JP4116978A patent/JPS54134206A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS509784A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-01-31 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0195492U (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | ||
| JPH01314682A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Bridgestone Cycle Co | 自転車用フレーム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54134206A (en) | 1979-10-18 |
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