KR20040009437A - 터보펌프용 터빈블레이드 대칭 방전가공법을 이용한제조방법 - Google Patents

터보펌프용 터빈블레이드 대칭 방전가공법을 이용한제조방법 Download PDF

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23H9/10Working turbine blades or nozzles
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining

Abstract

본 발명은 터보펌프용 터빈 블레이드 대칭가공법을 이용한 제조방법에 관한 것으로, 황삭된 블레이드의 원판형상 소재를 수평으로 고정하는 제 1 단계와; 상기 소재의 원테두리 측면에 다수개의 기준장홈을 형성하는 제 2 단계와; 상기 다수개의 기준장홈의 상측우측면인 제 1 면을 형성하는 제 3 단계와; 상기 다수개의 기준장홈의 상측좌측면인 제 2 면을 형성하는 제 4 단계와; 상기 소재를 소재의 길이방향을 중심으로 180°회전하여 상하를 바꾸고 고정하는 제 5 단계와; 상기 다수개의 기준장홈의 상측좌측면인 제 3 면을 형성하는 제 6 단계와; 상기 다수개의 기준장홈의 상측우측면인 제 4 면을 형성하는 제 7 단계를 포함하여 다수개의 터빈블레이드를 동시에 제작가능하게 하여 생산성의 효율을 높일 뿐만 아니라 생산비용을 감소시키는 블레이드의 대칭 방전가공법을 이용한 제조방법을 제공한다.

Description

터보펌프용 터빈블레이드 대칭 방전가공법을 이용한 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING TURBINE BLADE USING SYMMETRICALLY ELECTRIC DISCHARGE METHOD FOR TURBO PUMP}
본 발명은 터보펌프용 터빈 블레이드 대칭가공법을 이용한 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 원판형상의 블레이드소재의 일측 테두리에 다수개의 제 1 기준장홈을 형성한 후 상기 기준장홈을 기준하여 양방향으로 소재를 가공한 후 상기 블레이드소재의 타측 테두리에 다수개의 제 2 기준장홈을 형성하고 다시 이를 기준하여 양방향으로 소재를 가공하여 다수개의 블레이드를 동시에 제조하는 터빈블레이드 대칭가공법을 이용한 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 종래의 터빈블레이드는 방전가공법에 의하여 가공된다. 상기 방전가공법은 두 전극사이에 방전을 일으킬 때 생기는 물리적, 기계적, 전기적 작용을 이용해서 가공하는 방법이다.
상기 방전가공은 방전의 종류에 따라 스파크가공·아크가공·코로나가공으로, 피가공물의 재질에 따라 금속가공·비금속가공으로, 작업의 종류에 따라 구멍파기·절단 및 연삭(硏削) 등으로 분류된다. 일반적으로 금속재질에 대한 구멍파기, 특수모양의 가공에는 스파크 가공이, 금속절단에는 아크가공이, 비금속재의 구멍뚫기 등에는 코로나가공이 이용된다. 방전가공의 특징은 재료의 강도에 무관하며, 평면 ·입체 등의 복잡한 형상의 가공이 용이하고, 표면가공일 경우 길이 0.1~ 0.2 μm까지 가능하며, 열에 의한 표면 변질이 적다는 점 등 다른 가공법으로는 얻을 수 없는 이점이 있어 특수가공에 많이 이용된다.
상기 방전가공을 이용한 터빈블레이드 제조방법 중 러시아에서 사용되는 '러시아 방전가공법'은 근래에 많이 이용되는 가공법이다. 상기 '러시아 방전가공법'은 터빈 블레이드 가공 및 제작을 위한 선진개발국의 가공방법 중 하나로서 치공구를 이용한 엇갈림 대칭 가공법이다.
상기 '러시아 가공방법'은 도 1a에 도시한 바와 같이 블레이드소재(1)를 장비 내의 전극(2)과 서로 대칭이 되게 설치, 고정하고 전극(2)을 디스크면(3)과 수직으로 설치한 후 전극(2)을 대칭이면서 블레이드의 1피치 간격으로 설치하는 단계와,
도 1b에 도시한 바와 같이 카피머신기(미도시)를 이용하여 양방향에서 가공하는 단계와,
도 1c에 도시한 바와 같이 전극(2)이 정위치(5)에 도달하면 전극(2)을 고정시키고 소재(1)를 전후로 이동시켜 형상가공을 하는 단계와,
도 1d에 도시한 바와 같이 전극(2)을 다시 정위치(5)로 고정한 다음 도 3d와 같이 전극을 바깥으로 이동시키는 단계와 소재를 블레이드의 1피치 거리만큼 이동시키는 단계로 구성되며 상기 단계를 블레이드 수 만큼 반복하여 터빈블레이드(7)를 제조한다.
이러한 '러시아방전가공법'은 다수개의 블레이드를 동시에 제조하지 못하여 생산성이 저하되고 경제적으로 효율이 상당히 낮다라는 단점을 가진다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 다수개의 터빈블레이드를 동시에 제조하는 방전가공법을 이용한 터빈블레이드 제조방법을 제공하기 위함이다.
도 1은 종래기술에 따른 터빈블레이드 제조방법의 각 단계별 정면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 일 실시예에서 원판형상 소재의 상면 원테두리 상측면에서 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 1 기준장홈을 형성하는 제 2 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 일 실시예의 상기 제 2 단계상의 터빈블레이드 소재의 평면도이다.
도 2c는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 1 기준장홈의 우측면인 제 1 면을 가공하는 제 3 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다.
도 2d는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 1 기준장홈의 좌측면인 제 2 면을 가공하는 제 4 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다.
도 2e는 본 발명에 따른 일 실시예에서 상기 소재를 소재의 길이방향을 중심으로 180°회전하여 상하를 바꾸고 고정한 후 소재의 상면 원테두리 상측면에서 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 2 기준장홈을 가공하는 제 5 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다.
도 2f는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 2 기준장홈의 좌측면인 제 3 면을 가공하는 제 6 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다.
도 2g는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 2 기준장홈의 우측면인 제 4 면을 가공하는 제 7 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 터빈블레이드 완성품의 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 블레이드소재 2 : 전극
3 : 디스크면 10 : 제 1 기준장홈
11 : 제 1 면 12 : 제 2 면
13 : 제 3 면 14 : 제 4 면
15 : 블레이드 16 : 제 2 기준장홈
17 : 디스크
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 터보펌프용 터빈블레이드의 대칭 방전가공법을 이용한 제조방법에 있어서, 황삭된 블레이드의 원판형상 소재를 수평으로 고정하는 제 1단계와; 상기 소재의 원테두리 상측면에 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 1 기준장홈을 형성하는 제 2 단계와; 상기 다수개의 제 1 기준장홈의 우측면인 제 1 면을 방전가공하는 제 3 단계와; 상기 다수개의 제 1 기준장홈의 좌측면인 제 2 면을 가공하는 제 4 단계와; 상기 소재를 소재의 길이방향을 중심으로 180°회전하여 상하를 바꾸고 고정하는 제 5 단계와; 상기 소재의 상측면에서 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 2 기준장홈을 형성하는 제 6 단계와; 상기 다수개의 제 2 기준장홈의 우측면인 제 3 면을 가공하는 제 7 단계와; 상기 다수개의 제 2 기준장홈의 좌측면인 제 4 면을 가공하는 제 8 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 일 실시예에서 원판형상 소재의 상면 원테두리 상측면에서 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 1 기준장홈을 형성하는 제 2 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다. 도시한 바와 같이 제 1 기준장홈(10)은 소재의 상부면에서 소재의 중간부까지 형성된다. 상기 제 1 기준장홈(10)은 0.5㎜인 터빈블레이드(7) 사이의 간격부분에 형성되며 제 1 기준장홈(10)의 간격은 터빈블레이드(7)사이의 한 피치와 일치한다.
도 2b는 본 발명에 따른 일 실시예의 상기 제 2 단계상의 터빈블레이드(7)소재의 평면도이다. 도시한 바와 같이 상기 제 1 기준장홈(10)이 가공되면 소재(1)는 원판가장자리에 다수개의 홈들이 위치한 형상으로 형성된다.
도 2c는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 1 기준장홈(10)의 우측면인 제 1 면(11)을 가공하는 제 3 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다. 도시한 바와 같이 상기 제 1 기준장홈(10)이 모두 가공된 후 각각의 제 1 기준장홈(10)의 우측면인 제 1 면(11)을 수직봉을 이용하여 방전가공한다.
도 2d는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 1 기준장홈(10)의 좌측면인 제 2 면(12)을 가공하는 제 4 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다. 도시한 바와 같이 상기 제 1 면(11)이 모두 가공된 후 각각의 제 1 기준장홈(10)의 좌측면인 제 2 면(12)을 방전가공법을 이용하여 가공한다. 상기 가공은 블레이드의 윤곽선을 따라 전극을 이동시켜 실행된다.
상기 제 4 단계를 실행한 후 상기 소재를 180。회전하여 상하를 바꾸고 고정한다.
도 2e는 본 발명에 따른 일 실시예에서 원판형상 소재의 상면 원테두리 상측면에서 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 2 기준장홈(16)을 가공하는 제 5 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다. 도시한 바와 같이 제 2 기준장홈(16)은 소재의 상부면에서 소재의 중간부까지 형성된다. 상기 제 2 기준장홈(16)은 0.5㎜인 터빈블레이드(15) 간격부분에 가공되며 제 2 기준장홈(16)의 간격은 터빈블레이드(15)의 한 피치와 일치한다.
도 2f는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 2 기준장홈(16)의 우측면인 제 3 면을 가공하는 제 6 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다. 도시한 바와 같이 상기 상하를 바꾸어 고정한 소재에 대하여 다수개의 제 2 기준장홈(16)의 우측면인 제 3 면(13)을 수직봉을 이용하여 방전가공한다.
도 2g는 본 발명에 따른 일 실시예의 다수개의 제 2 기준장홈(10)의 좌측면인 제 4 면(14)을 가공하는 제 7 단계의 터빈블레이드 소재 일부의 정면도이다. 도시한 바와 같이 상기 제 3 면을 모두 가공한 후 각각의 제 2 기준장홈(10)의 좌측면인 제 4 면(14)을 방전가공법을 이용하여 가공한다. 상기 가공은 블레이드의 윤곽선을 따라 전극을 이동시켜 실행된다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 완성품의 사시도이다. 도시한 바와 같이 원판형상인 디스크(18)의 테두리 주위에 다수개의 블레이드형상을 구현하는 것으로 일반적으로 약 80여개의 블레이드(19)가 형성된다.
본 발명은 블레이드소재의 일측에 다수개의 제 1 기준장홈을 우선적으로 형성하고 해당 기준장홈을 기준으로 양방향으로 소재를 가공한 후, 상기 소재의 타측에 다수개의 제 2 기준장홈을 형성하고 해당 제 2 기준장홈을 기준으로 양방향으로 소재를 가공함으로써 다수개의 블레이드를 동시에 제작할 수 있어 블레이드의 생산비용을 절감하고, 생산기간을 단축한다. 또한 본 발명에 따른 제조방법으로 생산된 블레이드는 종전의 제조방법에 비하여 블레이드의 품질을 향상시키는 효과를 가진다.

Claims (1)

  1. 터보펌프용 터빈블레이드의 대칭 방전가공법을 이용한 제조방법에 있어서,
    황삭된 블레이드의 원판형상 소재를 수평으로 고정하는 제 1 단계와;
    상기 소재의 원테두리 상측면에 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 1 기준장홈을 형성하는 제 2 단계와;
    상기 다수개의 기준장홈의 우측면인 제 1 면을 방전가공하는 제 3 단계와;
    상기 다수개의 기준장홈의 좌측면인 제 2 면을 방전가공하는 제 4 단계와;
    상기 소재를 180°회전하여 상하를 바꾸고 고정하는 제 5 단계와;
    상기 소재의 상측면에서 소재의 수평센터라인으로의 다수개의 제 2 기준장홈을 형성하는 제 6 단계와;
    상기 다수개의 제 2 기준장홈의 우측면인 제 3 면을 방전가공하는 제 7 단계와;
    상기 다수개의 제 2 기준장홈의 좌측면인 제 4 면을 방전가공하는 제 8 단계를 포함하는 중첩되지 아니한 터보펌프용 터빈블레이드 대칭 방전가공법을 이용한 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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