KR20110020275A - Method for producing rotor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 로터를 효율적으로 제조하는 것이다. 본 발명은 로터의 제조 방법을 대상으로 한다. 본 발명은, 외주부에 축심 방향을 따르는 베인 홈(4)이 주위 방향으로 간격을 두고 복수 형성된 원기둥 형상의 로터부(2)와, 그 로터부(2)의 일단부면에 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되고, 또한 베인 홈(4)의 일단부측을 폐색하는 잉여 두께부(6)를 갖는 로터 소재(1)를 얻는 단조 공정과, 충격 부재를 잉여 두께부(6)에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부(6)를 로터부(2)로부터 제거함으로써, 베인 홈(4)이 일단부측으로 개방된 로터 R을 얻는 잉여 두께부 제거 공정을 포함한다.An object of the present invention is to efficiently manufacture a rotor. The present invention is directed to a method of manufacturing a rotor. The present invention is integrally formed so that the vane grooves 4 along the axial direction in the outer circumferential portion of the cylindrical rotor portion 2 are formed in plural at intervals in the circumferential direction, and bulge toward one end side of one end surface of the rotor portion 2. The forging step of obtaining the rotor material 1 having the excess thickness portion 6 which is formed of the vane groove 4 and closes the one end side of the vane groove 4, and the impact member strikes the excess thickness portion 6, and the excess thickness thereof. By removing the part 6 from the rotor part 2, the excess thickness part removal process of obtaining the rotor R by which the vane groove 4 was opened to the one end part side is included.
Description
본 발명은, 외주부에 베인 홈을 갖는 로터를 제조하기 위한 로터의 제조 방법 및 그 관련 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a rotor for producing a rotor having a vane groove on its outer circumference and a related art.
압축기의 로터나 브레이크 제어용의 로터리식 진공 펌프의 로터는, 외주부에 축심에 대해 평행한 베인 홈을 주위 방향으로 등간격마다 복수 형성한 것이 일반적이다. 또한, 자동차에 탑재하는 공조용 로터리식 압축기의 로터나 브레이크 제어용 로터리식 진공 펌프의 로터는, 경량화를 목적으로서 알루미늄 합금제가 주류가 되고 있어, 단조 가공을 사용하여 제조하는 것이 일반적이다.The rotor of a compressor and the rotor of a rotary vacuum pump for brake control generally have a plurality of vane grooves formed parallel to the axis in the circumferential direction at equal intervals in the circumferential direction. In addition, the rotor of the air conditioning rotary compressor and the brake control rotary vacuum pump rotor are mainly made of aluminum alloy for the purpose of weight reduction, and are generally manufactured using forging.
예를 들어 하기 특허문헌 1에 기재된 로터 제조 방법은, 하측 금형의 성형 구멍에 베인 홈 형성용의 블레이드부가 형성되어 있고, 그 성형 구멍 상에 세트한 원기둥형의 단조 소재를 상측 금형에 의해 하방으로 가압하여, 단조 소재를 성형 구멍 내에 충전한다. 이에 의해, 베인 홈이 하단부면으로부터 상단부면 근방까지 형성된 원기둥 형상의 로터 소재를 얻는다. 그리고 그 로터 소재의 상단부(잉여 두께부)를 축심에 대해 직교하는 면을 따라 절삭 가공에 의해 절삭 제거하여, 베인 홈의 일단부측(상단부측)을 개방함으로써, 베인 홈의 양단부를 개방하여, 로터로서 구성하도록 하고 있다.For example, in the rotor manufacturing method of the following
또한 하기 특허문헌 2에 기재된 로터 제조 방법은, 상측 금형의 성형면에, 베인 홈 형성용의 홈을 갖는 펀치가 설치되어 있고, 하측 금형의 성형 구멍 내에 세트된 단조 소재에, 상측 금형의 홈을 갖는 펀치를 때려 넣어, 상단부면으로부터 하단부면 근방에 걸쳐 베인 홈을 형성한다. 그 후 계속해서, 홈을 갖는 펀치를 때려 넣어, 베인 홈의 하단부측을 폐색하는 잉여 두께부를 펀칭하여 제거함으로써, 베인 홈의 양단부를 개방하도록 하고 있다.In the rotor manufacturing method described in
상기 특허문헌 1에 기재된 종래의 로터 제조 방법은, 단조 가공에 의해 얻어진 로터 소재의 잉여 두께부를 절삭 가공에 의해 절삭 제거하는 것이지만, 절삭 가공 등의 기계 가공은, 단조 가공 등의 프레스 가공에 비해 생산 효율이 낮은 것이다. 따라서 이 생산 효율이 낮은 기계 가공을 사용하는 한, 전체적으로 생산 효율을 향상시키는 것은 곤란하다.Although the conventional rotor manufacturing method of the said
또한 상기 특허문헌 2에 기재된 종래의 로터 제조 방법은, 베인 홈의 하단부를 폐색하는 잉여 두께부를, 홈을 갖는 펀치에 의해 펀칭하여 제거하는 것이지만 일반적으로, 펀칭 가공은, 파단 위치를 정확하게 컨트롤하는 것이 곤란하며, 본의 아닌 깨짐이나 결락이 생길 가능성이 높아, 잉여 두께부를 확실하게 제거할 수 없다는 문제를 안고 있다.Moreover, although the conventional rotor manufacturing method of the said
본 발명의 바람직한 실시 형태는, 관련 기술에 있어서의 상술한 및/또는 그 밖의 문제점을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 바람직한 실시 형태는, 기존의 방법 및/또는 장치를 현저하게 향상시킬 수 있는 것이다.The preferred embodiment of the present invention has been made in view of the above-described and / or other problems in the related art. Preferred embodiments of the present invention can significantly improve existing methods and / or devices.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 높은 생산 효율을 확보하면서, 잉여 두께부를 확실하게 제거할 수 있는 로터의 제조 방법 및 그 관련 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said subject, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of the rotor which can reliably remove the excess thickness part, and its related technique, ensuring high production efficiency.
본 발명의 그 밖의 목적 및 이점은, 이하의 바람직한 실시 형태로부터 명백해질 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following preferred embodiments.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 구비하고 있다.In order to achieve the said objective, this invention is equipped with the following structures.
[1] 외주부에 축심 방향을 따르는 베인 홈이 주위 방향으로 간격을 두고 복수 형성된 원기둥 형상의 로터부와, 그 로터부의 일단부면에 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되고, 또한 상기 베인 홈의 일단부측을 폐색하는 잉여 두께부를 갖는 로터 소재를 얻는 단조 공정과,[1] A vane groove along the axial direction in the outer peripheral portion is formed integrally so as to swell to one end side of the cylindrical rotor portion formed in a plurality of spaced intervals in the circumferential direction, and to one end side of the rotor portion, and one end side of the vane groove. A forging step of obtaining a rotor material having an excess thickness to block the
충격 부재를 상기 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 베인 홈이 일단부측으로 개방된 로터를 얻는 잉여 두께부 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터의 제조 방법.And a surplus thickness part removing step of hitting the impact member against the excess thickness part and removing the excess thickness part from the rotor part to obtain a rotor with the vane groove open to one end side.
[2] 상기 로터 소재에 있어서, 상기 잉여 두께부는 상기 로터부에 있어서의 일단부면보다도 일단부측에 형성되고, 그 잉여 두께부의 내부까지 상기 베인 홈이 형성되는 전항 1에 기재된 로터의 제조 방법.[2] The method of producing a rotor according to the
[3] 상기 잉여 두께부는, 상기 베인 홈의 주위측면을 폐색하는 주위벽부를 갖고, 상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서, 상기 잉여 두께부를 그 주위벽부에서 파단시켜 제거하도록 한 전항 2에 기재된 로터의 제조 방법.[3] The rotor according to the preceding
[4] 상기 잉여 두께부 중, 선단부로부터 상기 베인 홈의 일단부면까지의 치수를 폐색부의 두께로 했을 때, 그 폐색부의 두께가 3 내지 10mm로 설정되는 전항 2 또는 3에 기재된 로터의 제조 방법.[4] The method of producing a rotor according to the
[5] 상기 단조 공정에 있어서, 상기 잉여 두께부와 상기 로터부 사이에 균열을 형성해 두고,[5] In the forging step, a crack is formed between the excess thickness portion and the rotor portion,
상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서, 상기 로터 소재를 상기 균열을 따라 파단시키도록 한 전항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 로터의 제조 방법.The manufacturing method of the rotor in any one of Claims 1-4 which cut | disconnects the said rotor raw material along the said crack in the said excess thickness part removal process.
[6] 상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서는, 상기 로터 소재의 상기 베인 홈에 그 타단부측 개구부로부터, 충격 부재로서의 펀칭 펀치를 때려 넣고, 그 펀치에 의해 상기 잉여 두께부를 일단부측으로 펀칭하여 제거하도록 한 전항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 로터의 제조 방법.[6] In the excess thickness portion removing step, a punching punch as an impact member is punched into the vane groove of the rotor material from the other end side opening portion, and the excess thickness portion is punched to one end side by the punch. The manufacturing method of the rotor in any one of Claims 1-5.
[7] 상기 단조 공정에 있어서, 원기둥 형상의 단조 소재의 타단부면으로부터, 베인 홈 형성용 형을 상대적으로 때려 넣어, 타단부면으로부터 일단부면에 걸쳐 상기 베인 홈을 형성하는 한편,[7] In the forging step, the vane groove forming die is relatively struck from the other end surface of the cylindrical forging material to form the vane groove from one end surface to the other end surface.
상기 베인 홈 형성용 형을 상기 단조 소재에 때려 넣을 때에, 상기 단조 소재의 일단부면에 있어서의 베인 홈 형성 예정부에 대응하는 영역에 배압을 부여하도록 한 전항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 로터의 제조 방법.The rotor according to any one of
[8] 상기 잉여 두께부를 베인 홈측 잉여 두께부로 하고, 상기 충격 부재를 베인 홈측 충격 부재로 하고,[8] The excess thickness portion is the vane groove side excess thickness portion, and the impact member is the vane groove side impact member,
상기 단조 가공에 있어서, 상기 로터 소재에 있어서의 상기 로터부에 축심 방향을 따르는 샤프트 구멍이 형성됨과 함께, 상기 로터부의 일단부면에, 상기 샤프트 구멍의 일단부측을 폐색하는 샤프트 구멍측 잉여 두께부가 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되고,In the forging process, a shaft hole along the axial center direction is formed in the rotor portion of the rotor material, and one end of the shaft hole side excess thickness that closes one end of the shaft hole on one end surface of the rotor portion. Integrally formed to swell to the side,
상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서, 샤프트 구멍측 충격 부재를 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 샤프트 구멍이 일단부측으로 개방되도록 한 전항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 로터의 제조 방법.In the excess thickness portion removing step, the shaft hole side impact member is struck by the shaft hole side excess thickness portion, and the excess thickness portion is removed from the rotor portion so that the shaft hole is opened to one end side. The manufacturing method of the rotor in any one of Claims.
[9] 상기 로터 소재의 상기 샤프트 구멍에 그 타단부측 개구부로부터, 충격 부재로서의 펀칭 펀치를 때려 넣고, 그 펀치에 의해 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부를 일단부측으로 펀칭하여 제거하도록 한 전항 8에 기재된 로터의 제조 방법.[9] The above-mentioned
[10] 상기 단조 공정에 있어서, 원기둥 형상의 단조 소재의 타단부면으로부터, 샤프트 구멍 형성용 형을 상대적으로 때려 넣어, 타단부면으로부터 일단부면에 걸쳐 상기 샤프트 구멍을 형성하는 한편,[10] In the forging step, the shaft hole forming die is relatively struck from the other end face of the cylindrical forging material, and the shaft hole is formed from the other end face to one end face.
상기 샤프트 구멍 형성용 형을 상기 단조 소재에 때려 넣을 때에, 상기 단조 소재의 일단부면에 있어서의 샤프트 구멍 형성 예정부에 대응하는 영역에 배압을 부여하도록 한 전항 8 또는 9에 기재된 로터의 제조 방법.The method of manufacturing the rotor according to the preceding
[11] 상기 로터 소재에 있어서, 상기 잉여 두께부는 상기 로터부에 있어서의 일단부면에 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되는 한편, 상기 베인 홈의 일단부면이, 상기 잉여 두께부에 도달하지 않고, 상기 로터부의 일단부면보다도 내측에 배치되는 전항 1에 기재된 로터의 제조 방법.[11] In the rotor material, the excess thickness portion is integrally formed on one end surface of the rotor portion to swell to one end side, while the one end surface of the vane groove does not reach the excess thickness portion. The manufacturing method of the rotor of
[12] 상기 로터 소재에 있어서의 상기 로터부의 일단부면과 상기 베인 홈의 일단부면과의 간격을 베인 홈측의 단부면 차로 했을 때, 그 베인 홈측의 단부면 차가 0 내지 2mm로 설정되는 전항 11에 기재된 로터의 제조 방법.[12] When the gap between the one end face of the rotor portion and the one end face of the vane groove in the rotor material is the end face difference on the vane groove side, the difference in the end face on the vane groove side is set to 0 to 2 mm. The manufacturing method of the described rotor.
[13] 상기 로터 소재에 있어서의 상기 베인 홈의 내주면과 상기 잉여 두께부의 외주면과의 간격을 베인 홈측의 직경 차로 했을 때, 그 베인 홈측의 직경 차가 0.01 내지 0.1mm로 설정되는 전항 11 또는 12에 기재된 로터의 제조 방법.[13] When the distance between the inner circumferential surface of the vane groove and the outer circumferential surface of the excess thickness portion in the rotor material is the diameter difference on the vane groove side, the difference in diameter on the vane groove side is set to 0.01 to 0.1 mm. The manufacturing method of the described rotor.
[14] 상기 베인 홈측의 직경 차가 부분적으로 상이한 전항 11 내지 13 중 어느 한 항에 기재된 로터의 제조 방법.[14] The method for producing a rotor according to any one of
[15] 상기 베인 홈측의 직경 차 중, 내주측 단부 및 외주측 단부 중 적어도 어느 한쪽의 직경 차가, 중간부의 직경 차에 대해 크게 설정되는 전항 13 또는 14에 기재된 로터의 제조 방법.[15] The method for producing a rotor according to the preceding
[16] 상기 잉여 두께부를 베인 홈측 잉여 두께부로 하고, 상기 충격 부재를 베인 홈측 충격 부재로 하고,[16] The excess thickness portion is the vane groove side excess thickness portion, and the impact member is the vane groove side impact member,
상기 단조 가공에 있어서, 상기 로터 소재에 있어서의 상기 로터부에 축심 방향을 따르는 샤프트 구멍이 형성됨과 함께, 상기 로터부의 일단부면에, 상기 샤프트 구멍의 일단부측을 폐색하는 샤프트 구멍측 잉여 두께부가 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되고,In the forging process, a shaft hole along the axial center direction is formed in the rotor portion of the rotor material, and one end of the shaft hole side excess thickness that closes one end of the shaft hole on one end surface of the rotor portion. Integrally formed to swell to the side,
상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서, 샤프트 구멍측 충격 부재를 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 샤프트 구멍이 일단부측으로 개방되도록 하고,In the excess thickness portion removing step, the shaft hole side impact member is struck by the shaft hole side excess thickness portion and the excess thickness portion is removed from the rotor portion so that the shaft hole is opened to one end side.
상기 단조 가공에 의한 로터 소재에 있어서, 상기 샤프트 구멍의 일단부면이, 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부에 도달하지 않고, 상기 로터부의 일단부면보다도 내측에 배치되는 전항 11 내지 15 중 어느 한 항에 기재된 로터의 제조 방법.In the rotor raw material by the said forging process, the end surface of the said shaft hole does not reach the said shaft hole side excess thickness part, but is arrange | positioned inside the one end surface of the said rotor part, The description of any one of the preceding claims 11-15. Method of manufacturing the rotor.
[17] 상기 로터 소재에 있어서의 상기 로터부의 일단부면과 상기 샤프트 구멍의 일단부면과의 간격을 샤프트 구멍측의 단부면 차로 했을 때, 그 샤프트 구멍측의 단부면 차가 0 내지 2mm로 설정되는 전항 16에 기재된 로터의 제조 방법.[17] The foregoing paragraph wherein the end face difference on the shaft hole side is set to 0 to 2 mm when the distance between the one end face of the rotor portion and the end face of the shaft hole in the rotor material is the end face difference on the shaft hole side. The manufacturing method of the rotor of 16.
[18] 상기 로터 소재에 있어서의 상기 샤프트 구멍의 내주면과 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부의 외주면과의 간격을 샤프트 구멍측의 직경 차로 했을 때, 그 샤프트 구멍측의 직경 차가 0.01 내지 0.1mm로 설정되는 전항 16 또는 17에 기재된 로터의 제조 방법.[18] When the distance between the inner circumferential surface of the shaft hole and the outer circumferential surface of the excess portion of the shaft hole side in the rotor material is the diameter difference on the shaft hole side, the diameter difference on the shaft hole side is set to 0.01 to 0.1 mm. The manufacturing method of the rotor of
[19] 상기 샤프트 구멍측의 직경 차가 부분적으로 상이한 전항 16 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 로터의 제조 방법.[19] The method for producing a rotor according to any one of
[20] 외주부에 축심 방향을 따르는 베인 홈이 주위 방향으로 간격을 두고 복수 형성된 원기둥 형상의 로터부와, 그 로터부의 일단부면에 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되고, 또한 상기 베인 홈의 일단부측을 폐색하는 잉여 두께부를 갖는 로터 소재의 상기 잉여 두께부를 제거하기 위한 방법이며,[20] A vane groove along the axial direction along the axial direction is formed integrally so as to swell to the one end side of the cylindrical rotor portion formed in a plurality of spaced intervals in the circumferential direction and one end side of the rotor portion, and one end side of the vane groove. It is a method for removing the excess thickness of the rotor material having an excess thickness to block the
충격 부재를 상기 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 베인 홈을 일단부측으로 개방시키도록 한 것을 특징으로 하는 로터 소재의 잉여 두께부 제거 방법.A method of removing excess thickness of a rotor material, wherein the impact member is caused to strike the excess thickness portion and the excess thickness portion is removed from the rotor portion to open the vane groove to one end side.
[21] 외주부에 축심 방향을 따르는 베인 홈이 주위 방향으로 간격을 두고 복수 형성된 원기둥 형상의 로터부와, 그 로터부의 일단부면에 일단부측으로 팽출하도록 일체형으로 이루어지고, 또한 상기 베인 홈의 일단부측을 폐색하는 잉여 두께부를 갖는 로터 소재의 상기 잉여 두께부를 제거하기 위한 장치이며,[21] A vane groove having a plurality of vane grooves along the axial direction at intervals in the circumferential direction and integrally formed so as to swell to one end side of one end surface of the rotor portion at an outer circumference thereof, and one end side of the vane groove. It is an apparatus for removing the excess thickness of the rotor material having an excess thickness to block the
상기 로터 소재의 상기 베인 홈에 그 타단부측 개구부로부터 때려 넣어, 상기 잉여 두께부를 일단부측으로 펀칭하여 제거함으로써, 상기 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 베인 홈을 일단부측으로 개방시키는 펀칭 펀치를 구비한 것을 특징으로 하는 로터 소재의 잉여 두께부 제거 장치.The vane groove is punched into the vane groove of the rotor material from the other end side opening portion, and the excess thickness portion is punched out to one end side to remove the excess thickness portion from the rotor portion, thereby removing the excess thickness portion from the rotor portion. The apparatus for removing excess thickness of a rotor material, comprising a punching punch for opening the side toward one end.
또한 본 발명에 있어서는, 전항 [2] 내지 [7]의 베인 홈에 대응하는 구성을, 샤프트 구멍에 대응하는 구성으로 치환하여, 전항 [8] [20] [21]의 구성으로 한정하는 것도 가능하다.In the present invention, it is also possible to replace the configuration corresponding to the vane grooves of the above-mentioned [2] to [7] with the configuration corresponding to the shaft hole and limit the configuration to the above-mentioned [8] [20] [21]. Do.
또한 본 발명에 있어서는, 전항 [11] 내지 [19]의 구성을 전항 [20] [21]의 구성으로 한정하는 것도 가능하다.Moreover, in this invention, it is also possible to limit the structure of the preceding paragraph [11]-[19] to the structure of the preceding paragraph [20] [21].
발명 [1]의 로터의 제조 방법에 따르면, 충격 부재의 타격에 의해 잉여 두께부를 제거하는 것이기 때문에 높은 생산 효율을 확보할 수 있다. 또한 잉여 두께부는 팽출되어 있기 때문에, 충격 부재의 타격에 의해 확실하게 제거할 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [1], since the excess thickness portion is removed by the impact of the impact member, high production efficiency can be ensured. In addition, since the excess thickness is expanded, it can be reliably removed by the impact of the impact member.
발명 [2] 내지 [6]의 로터의 제조 방법에 따르면, 상기 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있다.According to the rotor manufacturing method of invention [2]-[6], the said effect can be acquired more reliably.
발명 [7]의 로터의 제조 방법에 따르면, 상기 구성의 잉여 두께부를 확실하게 형성할 수 있다.According to the manufacturing method of the rotor of invention [7], the excess thickness part of the said structure can be reliably formed.
발명 [9]의 로터의 제조 방법에 따르면, 샤프트측의 잉여 두께부를 보다 확실하게 제거할 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [9], the excess thickness portion on the shaft side can be removed more reliably.
발명 [10]의 로터의 제조 방법에 따르면, 상기와 마찬가지로 높은 생산 효율을 확보하면서 잉여 두께부를 확실하게 제거할 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [10], the excess thickness portion can be reliably removed while ensuring high production efficiency as described above.
발명 [11]의 로터의 제조 방법에 따르면, 베인 홈 내주면과 잉여 두께부 외주면과의 직경 차를 작게 할 수 있기 때문에, 베인 홈측의 잉여 두께부를 간단하고 또한 확실하게 제거할 수 있어, 생산 효율을 향상시킬 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [11], since the diameter difference between the inner circumferential surface of the vane groove and the outer circumferential surface of the excess thickness portion can be made small, the excess thickness portion on the vane groove side can be easily and reliably removed, thereby improving production efficiency. Can be improved.
발명 [12] [13]의 로터의 제조 방법에 따르면, 상기 효과를 확실하게 얻을 수 있다.According to the manufacturing method of the rotor of invention [12] [13], the said effect can be acquired reliably.
발명 [14] [15]의 로터의 제조 방법에 따르면, 잉여 두께부가 부주의하게 탈락되는 것을 방지할 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [14] [15], the excess thickness portion can be prevented from inadvertently falling off.
발명 [16]의 로터의 제조 방법에 따르면, 샤프트 구멍 내주면과 잉여 두께부 외주면과의 직경 차를 작게 할 수 있기 때문에, 샤프트 구멍측의 잉여 두께부를 간단하고 또한 확실하게 제거할 수 있어 생산 효율을 한층 향상시킬 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [16], since the diameter difference between the inner circumferential surface of the shaft hole and the outer circumferential surface of the excess thickness portion can be made small, the excess thickness portion on the shaft hole side can be easily and reliably removed, resulting in increased production efficiency. I can improve it more.
발명 [17] [18]의 로터의 제조 방법에 따르면, 샤프트측의 잉여 두께부를 보다 확실하게 제거할 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [17] and [18], the excess thickness on the shaft side can be removed more reliably.
발명 [19]의 로터의 제조 방법에 따르면, 샤프트측의 잉여 두께부가 부주의하게 탈락되는 것을 방지할 수 있다.According to the rotor manufacturing method of the invention [19], the excess thickness on the shaft side can be prevented from inadvertently falling off.
발명 [20]의 로터 소재의 잉여 두께부 제거 방법에 따르면, 샤프트 구멍측의 잉여 두께부도 효율적으로 확실하게 제거할 수 있다.According to the method of removing the excess thickness portion of the rotor material of the invention [20], the excess thickness portion on the shaft hole side can also be efficiently and reliably removed.
발명 [21]의 로터 소재의 잉여 두께부 제거 장치에 따르면, 상기와 마찬가지로 높은 생산 효율을 확보하면서 잉여 두께부를 확실하게 제거할 수 있다.According to the apparatus for removing excess thickness of the rotor material of the invention [21], the excess thickness can be reliably removed while ensuring high production efficiency as described above.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태인 로터의 제조 방법에 있어서의 단조 가공에 사용된 단조용 금형을 분해하여 도시하는 사시도.
도 2a는 제1 실시 형태의 단조용 금형에 의한 단조 가공에 있어서의 단조 준비 단계에서의 모식 단면도.
도 2b는 제1 실시 형태의 단조용 금형에 의한 단조 가공에 있어서의 상측 금형 강하 단계에서의 모식 단면도.
도 2c는 제1 실시 형태의 단조용 금형에 의한 단조 가공에 있어서의 가공 완료 단계에서의 모식 단면도.
도 2d는 제1 실시 형태의 단조용 금형에 의한 단조 가공에 있어서의 가공품 취출 단계에서의 모식 단면도.
도 3은 제1 실시 형태의 단조 가공에 의해 얻어진 로터 소재를 도시하는 사시도.
도 4는 제1 실시 형태의 제법에 의해 제조되는 로터를 도시하는 사시도.
도 5는 도 4의 로터 소재에 있어서의 베인 홈의 오프셋량을 도시하는 평면도.
도 6은 제1 실시 형태의 단조용 금형에 있어서의 상측 금형을 조립 상태에서 도시하는 사시도.
도 7a는 단조용 금형에 있어서의 하측 금형에의 하중 부여 상태를 도시하는 부분 절결 사시도.
도 7b는 단조용 금형에 있어서의 단조 과정에 있어서의 메탈 플로우를 설명하기 위한 도면.
도 8은 제1 실시 형태에 있어서의 로터 소재의 평면도.
도 9는 제1 실시 형태의 제조 방법에 있어서의 공정 수순을 나타내는 흐름도.
도 10은 제1 실시 형태의 로터 소재를 센터 구멍부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 11은 제1 실시 형태의 로터 소재를 베인 홈부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 12는 도 10의 2점 쇄선으로 둘러싼 부분을 확대하여 도시하는 단면도.
도 13은 도 11의 2점 쇄선으로 둘러싼 부분을 확대하여 도시하는 단면도.
도 14는 제1 실시 형태의 제조 방법에 있어서의 잉여 두께부 제거 공정에 사용된 펀칭 장치를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 15는 제1 실시 형태의 로터 소재에 있어서의 센터 구멍부 주변을 잉여 두께부를 제거한 상태에서 확대하여 도시하는 단면도.
도 16은 제1 실시 형태의 로터 소재에 있어서의 베인 홈부 주변을 잉여 두께부를 제거한 상태에서 확대하여 도시하는 단면도.
도 17은 본 발명의 제1 변형예로서의 로터 소재를 센터 구멍부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 18은 본 발명의 제1 변형예로서의 로터 소재를 베인 홈부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 19는 본 발명의 제2 변형예로서의 로터 소재를 센터 구멍부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 20은 본 발명의 제2 변형예로서의 로터 소재를 베인 홈부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 21은 제2 실시 형태의 단조 가공에 의해 얻어진 로터 소재를 도시하는 사시도.
도 22a는 제2 실시 형태에 있어서의 로터 소재의 평면도.
도 22b는 제2 실시 형태에 있어서의 로터 소재의 베인 홈 부분을 확대하여 도시하는 평면도.
도 23은 제2 실시 형태의 로터 소재를 센터 구멍부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 24는 실시 형태의 로터 소재를 베인 홈부에서 절결하여 도시하는 단면도.
도 25는 도 23의 센터 구멍측 잉여 두께부 주변을 확대하여 도시하는 단면도.
도 26은 도 24의 베인 홈측 잉여 두께부 주변을 확대하여 도시하는 단면도.
도 27a는 제2 실시 형태의 단조용 금형에 의한 단조 가공에 있어서의 상측 금형 강하 단계에서의 모식 단면도.
도 27b는 제2 실시 형태의 단조용 금형에 의한 단조 가공에 있어서의 가공 완료 단계에서의 모식 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view which disassembles and shows the forging metal mold | die used for the forging process in the manufacturing method of the rotor which is 1st Embodiment of this invention.
It is a schematic cross section in the forging preparation step in the forging process by the forging die of 1st Embodiment.
It is a schematic cross section in the upper metal mold | die dropping step in the forging process by the forging die of 1st Embodiment.
FIG. 2C is a schematic sectional view of the machining completed step in the forging process performed by the forging die of the first embodiment. FIG.
FIG. 2D is a schematic sectional view of a workpiece taken out in the forging process by the forging die of the first embodiment; FIG.
The perspective view which shows the rotor raw material obtained by the forging process of 1st Embodiment.
4 is a perspective view illustrating a rotor manufactured by the manufacturing method of the first embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing an offset amount of a vane groove in the rotor material of FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a perspective view illustrating the upper die in the forging die of the first embodiment in an assembled state; FIG.
Fig. 7A is a partially cutaway perspective view showing a load applying state to the lower die in the forging die.
It is a figure for demonstrating the metal flow in the forging process in the forging metal mold | die.
8 is a plan view of a rotor material according to the first embodiment.
9 is a flowchart showing a process procedure in the manufacturing method of the first embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the rotor material of the first embodiment cut away at the center hole; FIG.
11 is a cross-sectional view of the rotor material of the first embodiment cut away in the vane groove.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a portion enclosed by a dashed-dotted line in FIG. 10. FIG.
It is sectional drawing which expands and shows the part enclosed with the dashed-dotted line of FIG.
Fig. 14 is a sectional view schematically showing the punching apparatus used in the excess thickness removing step in the manufacturing method of the first embodiment.
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the center hole in the rotor raw material of the first embodiment in a state where excess thickness is removed. FIG.
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the vane groove in the rotor material of the first embodiment in a state where excess thickness is removed. FIG.
FIG. 17 is a cross-sectional view of the rotor material as a first modification of the present invention, cut out at the center hole; FIG.
Fig. 18 is a sectional view of the rotor material as a first modified example of the present invention cut away in the vane groove.
Fig. 19 is a sectional view of the rotor material as a second modified example of the present invention cut away at the center hole.
20 is a cross-sectional view of the rotor material as a second modified example of the present invention cut out in the vane groove.
The perspective view which shows the rotor raw material obtained by the forging process of 2nd Embodiment.
The top view of the rotor raw material in 2nd Embodiment.
It is a top view which expands and shows the vane groove part of the rotor raw material in 2nd Embodiment.
FIG. 23 is a cross-sectional view of the rotor material of the second embodiment cut away from the center hole; FIG.
24 is a cross-sectional view of the rotor raw material of the embodiment cut away in the vane groove.
FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the center hole side excess thickness portion in FIG. 23. FIG.
FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view illustrating the periphery of the vane groove-side surplus thickness portion of FIG. 24. FIG.
Fig. 27A is a schematic sectional view of the upper die lowering step in the forging process by the forging die of the second embodiment.
FIG. 27B is a schematic sectional view at a machining completed step in forging processing with a forging die according to a second embodiment; FIG.
<로터><Rotor>
우선 처음으로 본 발명의 제1 실시 형태에 의해 제조되는 로터(R)의 구성에 대해 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 로터(R)는, 중심에 샤프트를 관통시키는 샤프트 구멍으로서의 센터 구멍(3)을 갖는 개략 원기둥체이며, 외주면에는 홈 바닥이 단면 원형으로 확대된 5개의 베인 홈(4)이 형성되어 있다. 이들 베인 홈(4)은, 원기둥체의 축선에 평행하며 양단부면에 관통하고, 상기 센터 구멍(3)에 편심하여 내측으로 절입하도록 형성되어 있다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 베인 홈(4)의 오프셋량(U)은, 홈 폭 방향의 중심선(L1)과, 이 중심선(L1)과 평행하며 로터(R)의 축선을 지나는 직선(L2)과의 거리로 나타내어진다.First, the structure of the rotor R manufactured by 1st Embodiment of this invention is demonstrated. As shown in Fig. 4, the rotor R is a schematic cylindrical body having a
로터(R)의 재료로서는 일반적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용되고, 그 일례로서 Si: 14 내지 16질량%, Cu: 4 내지 5질량%, Mg: 0.45 내지 0.65질량%, Fe: 0.5질량% 이하, Mn: 0.1질량% 이하, Ti: 0.2질량% 이하를 함유하고, 잔량부가 Al 및 불가피 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금을 들 수 있다.As a material of the rotor R, aluminum or an aluminum alloy is generally used, and as an example thereof, 14 to 16 mass% of Si, 4 to 5 mass% of Cu, Mg: 0.45 to 0.65 mass%, Fe: 0.5 mass% or less, An aluminum alloy containing Mn: 0.1 mass% or less and Ti: 0.2 mass% or less, with the remainder being made of Al and inevitable impurities.
<제조 공정><Manufacturing process>
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서 로터의 제조 방법은, 주로 절단 공정, 질량 선별 공정, 단조 공정, 펀칭 공정, 열처리 공정 및 검사 공정을 포함하고, 이들 공정을 거친 후 로터 제품으로서 출하된다.As shown in FIG. 9, the manufacturing method of a rotor in this embodiment mainly includes a cutting process, a mass sorting process, a forging process, a punching process, a heat treatment process, and an inspection process, and after passing through these processes as a rotor product, Shipped.
절단 공정 및 질량 선별 공정은, 단조 소재를 얻기 위한 공정이며, 절단 공정에 있어서, 연속 주조재를 소정 길이로 절단하여, 소정 길이의 연속 주조재를 얻은 후, 각 주조재를 질량(중량)에 따라서 선별함으로써 원하는 단조 소재를 얻는 것이다.A cutting process and a mass sorting process are processes for obtaining a forging material, and in the cutting process, after cutting a continuous casting material to a predetermined length and obtaining a continuous casting material of a predetermined length, each casting material is mass (weight). Therefore, the desired forging material is obtained by screening.
계속해서 단조 가공에 있어서, 상기 단조 소재를 단조 가공하여 로터 소재를 얻은 후, 펀칭 공정에 있어서, 로터 소재로부터 잉여 두께부를 제거하여 로터를 얻는 것이다.Subsequently, in the forging process, the forging material is forged to obtain a rotor material, and then, in the punching step, excess thickness is removed from the rotor material to obtain a rotor.
그 후, 열처리 공정에 있어서, 로터에 대해 가열 처리 및 켄칭 처리를 행하여, 경도 및 내마모성을 향상시켜 로터 제품으로 한다. 그리고 검사 공정에 있어서 최종 검사를 행하여, 이상이 없으면 출하된다.Thereafter, in the heat treatment step, heat treatment and quenching treatment are performed on the rotor to improve hardness and wear resistance to obtain a rotor product. And final inspection is performed in the inspection process, and if there is no abnormality, it is shipped.
이하, 본 실시 형태의 로터의 제조 방법의 특징부에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the characteristic part of the manufacturing method of the rotor of this embodiment is demonstrated in detail.
<단조 공정><Forging process>
도 1, 도 2a 내지 도 2d는 제1 실시 형태의 단조 가공에 사용되는 단조 장치로서의 단조용 금형을 도시하는 도면, 도 3은 이 단조용 금형에 의해 단조되는 로터 소재(1)를 도시하는 도면이다.1, 2A to 2D show a forging die as a forging apparatus used for forging according to the first embodiment, and FIG. 3 shows a
이들 도면에 도시한 바와 같이 단조용 금형은, 하측 금형(10)과 성형용 하중을 부여하는 상측 금형(30)을 구비하고 있다. 이들 금형 재료로서는 주지의 금형용 강재가 사용된다.As shown in these figures, the forging die includes a
하측 금형(10)은, 성형 구멍(12)을 갖는 하측 금형 본체(11)와, 하측 금형 본체(11)의 하측에 배치되는 베이스(15)와, 하측 금형 본체(11)의 상측에 배치되는 부시(19)로 분할된다.The lower metal mold | die 10 is arrange | positioned above the lower
상기 하측 금형 본체(11)의 성형 구멍(12) 내에는, 구멍 내주벽면으로부터 베인 홈(4)을 성형하기 위한 5개의 블레이드부(13)가 돌출되어 있다. 상기 블레이드부(13)는, 베인 홈(4)의 단면 형상에 대응하고, 단부에 원형부를 갖는 박판 형상이다. 상기 베이스(15)는 플레이트 형상이며, 중심에 로터(R)의 센터 구멍(3)을 성형하기 위한 센터 핀(16)이 고정되고, 이 센터 핀(16)을 둘러싸도록 녹아웃 핀(17)용의 관통 구멍(18)이 뚫어 형성되어 있다. 상기 부시(19)는, 하측 금형 본체(11)의 성형 구멍(12)과 동일한 직경으로 상하로 관통하는 장전 구멍(20)을 갖는 환형체이다.In the shaping | molding
상기 베이스(15), 하측 금형 본체(11) 및 부시(19)를 조립 부착하면, 하측 금형 본체(11)의 성형 구멍(12) 내에 센터 핀(16)이 삽입되어 성형 구멍(12) 내부가 로터(R)의 반전 형상으로 되고, 또한 부시(19)의 장전 구멍(20)이 성형 구멍(12)에 연통한다. 또한, 도 2a에 도시한 단조의 준비 단계에 있어서, 녹아웃 핀(17)은 베이스(15)의 관통 구멍(18)에 삽입되고, 선단부면이 베이스 상면과 동일 높이로 되는 위치에서 대기하고 있다.When the
상측 금형(30)은, 단조 소재(W)에 주 하중(F)을 부여하기 위한 상측 금형 본체(31)와, 부 하중(F1)(F2)을 부여하기 위한 원형 핀(40) 및 편평판(41)으로 분할된다.The
상기 상측 금형 본체(31)는, 하반체 펀치부(32)가 상기 부시(19)의 관통 구멍(20)에 대응하는 외경의 개략 원기둥체로 형성되고, 대직경의 상반체(33)에는 상면에 오목부(34)가 형성되어 있다. 이 오목부(34)에는, 상기 원형 핀(40)의 단면 형상에 대응하여 상기 원형 핀(40)을 진퇴 가능하게 끼워 넣는 1개의 원형 구멍(35)과, 상기 편평판(41)의 단면 형상에 대응하여 상기 편평판(41)을 진퇴 가능하게 삽입하는 5개의 편평 구멍(36)이 형성되어 있다. 상기 원형 구멍(35) 및 편평 구멍(36)은 모두 펀치부(32)의 선단부면에 관통하는 것이며, 편평 구멍(36)은 펀치부(32)의 외주면에도 개구되어 있다. 또한, 상기 원형 구멍(35) 및 편평 구멍(35)의 위치는 하측 금형 본체(11)에 있어서의 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)의 위치에 대응하고 있다.The
상기 원형 핀(40)은, 하측 금형 본체(11)의 센터 핀(16)보다도 직경이 큰 원형 핀이며, 상단부에 상기 원형 구멍(35)보다도 직경이 큰 빠짐 방지부(42)가 일체로 형성되어 있다. 상기 편평판(41)은, 하측 금형 본체(11)의 블레이드부(13)와 마찬가지로 선단부에 원형부를 갖는 박판 형상이지만 블레이드부(13)보다도 한 둘레 크고, 상단부에 상기 편평 구멍(36)보다도 단면적을 확대시킨 빠짐 방지부(43)가 일체로 장착되어 있다.The
그리고, 도 2a 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 상측 금형 본체(31)의 오목부(34)로부터 원형 구멍(35)에 상기 원형 핀(40)을 끼워 넣음과 함께, 각 편평 구멍(36)에 상기 편평판(41)을 끼워 넣으면, 상측 금형 본체(31), 상기 원형 핀(40), 상기 편평판(41)이 합쳐져 펀치부(32)의 선단부면 및 둘레면이 각각 연속되어, 하나의 원기둥체가 형성된다.2A and 6, the
상기 원형 핀(40) 및 편평판(41)의 상방에는, 이들에 부여하는 하중을 부여하기 위한 가스 쿠션(45)이 배치되어 있다. 상기 가스 쿠션(45)은 실린더(46) 내에 피스톤 로드(47)가 진퇴 가능하게 삽입되고, 피스톤 로드(47)에 퇴입 방향의 힘이 가해지면, 내부에 봉입된 압축 가스에 의해 상기 퇴입 방향의 힘에 균형을 이루는 전진 방향의 힘을 발생하는 것이며, 퇴입 거리가 커질수록 전진 방향의 힘도 커진다. 상기 각 가스 쿠션(45)은 실린더(46)가 장착반(48)에 고정되고, 피스톤 로드(47)의 선단부를 원형 핀(40) 및 편평판(41)의 상기 빠짐 방지부(42)(43)에 접촉시켜, 원형 핀(40) 및 편평판(41)에 피스톤 로드(47)의 전진력에 의한 초기 하중을 부여한 상태에서, 상측 금형 본체(31)와 장착반(48)이 조립 부착되어 있다. 또한, 상기 원형 핀(40) 및 편평판(41)이 상승하여 피스톤 로드(47)가 퇴입하면, 퇴입 거리에 따른 하중이 원형 핀(40) 및 편평판(41)에 부여된다. 따라서, 장착반(48)은 상측 금형(30)과 함께 승강하지만, 원형 핀(40) 및 편평판(41)에 부여되는 부 하중(F1)(F2)은, 주 하중(F)으로부터 독립하여 가스 쿠션(45)에 의해 제어된다.Above the
상기 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)의 값은 가스 쿠션(45)의 작동 하중의 설정에 의해 조절할 수 있고, 또한 원형 핀(40) 및 편평판(41) 각각에 가스 쿠션(45)이 장비되어 있으므로, 이들도 독립하여 하중 제어할 수 있다. 즉, 상기 상측 금형 본체(32)에 부여하는 주 하중(F), 원형 핀(40)에 부여하는 제1 부 하중(F1), 5개의 편평판(41)에 부여하는 5개의 제2 부 하중(F2)은 각각 독립된 하중으로 설정할 수 있다.The value of the first sub load F1 and the second sub load F2 can be adjusted by setting the operating load of the
상기 하측 금형(10)과 상측 금형(30)은, 상기 원형 핀(40) 및 편평판(41)이 하측 금형(10)의 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)의 대응 위치에 존재하도록 배치되어 있다. 따라서, 도 7a, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제1 부 하중(F1)은 센터 핀(16)의 바로 위에 부여되고, 제2 부 하중(F2)은 블레이드부(13)의 바로 위에 부여된다. 주 하중(F)은 센터 핀(16) 및 블레이드부(13) 이외의 부분에 부여된다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)은 주 하중(F)보다도 작은 값으로 설정되어 있다.The
다음에, 상기 단조용 금형을 사용하여, 도 4의 로터 소재(1)를 제조하기 위해 단조 소재(W)를 단조하는 방법에 대해 도 2a 내지 도 2d, 도 7a, 도 7b, 도 8을 참조하면서 설명한다.Next, referring to Figs. 2A to 2D, 7A, 7B, and 8 for a method of forging a forging material W to manufacture the
도 2a에 도시한 바와 같이 하측 금형(20) 및 상측 금형(30)의 소요 부분에 윤활제를 도포하고, 원기둥형의 단조 소재(49)를 부시(19)의 장전 구멍(20)에 장전한다. 상기 단조 소재(W)는, 전술한 바와 같이, 연속 주조재를 소정 길이로 절단하는 등의 방법에 의해 제작된 것이며, 필요에 따라서 소정 온도로 가열되고 있다. 상기 윤활제로서는, 수성 흑연 윤활제, 유성 흑연 윤활제 등을 예시할 수 있고, 단조 소재(W)와 금형(10)(30) 사이에서 스커핑(scuffing)이 발생하지 않도록 하기 위해서는, 수성 흑연 윤활제와 유성 흑연 윤활제를 병용하는 것이 바람직하다. 도포량은 각각 2 내지 10g 정도이다. 또한, 단조 소재(W)가 알루미늄 합금인 경우의 예비 가열 온도는 400 내지 450℃가 바람직하다.As shown in FIG. 2A, a lubricant is applied to the required portions of the
이 상태로부터 도 2b에 도시한 바와 같이, 상측 금형(30)을 주 하중(F)으로 강하시켜 하측 금형(10)에 장전된 단조 소재(W)를 단조하면, 단조 소재(W)가 성형 구멍(12) 내에 충전되는 과정에서, 주 하중(F)보다도 작은 제1 부 하중(F1)이 부여된 원형 핀(40) 및 제2 부 하중(F2)이 부여된 편평판(41)이 밀어 올려지고, 원형 구멍(35) 및 편평 구멍(36) 내에 재료가 유입된다. 상측 금형(30)의 하강에 수반하여 원형 핀(40) 및 편평판(41)이 상승하고, 피스톤 로드(47)의 퇴입 거리가 커짐에 따라서, 원형 핀(40)에 부여되는 제1 부 하중(F1) 및 편평판(41)에 부여되는 제2 부 하중(F2)이 증대된다. 이와 같이 하여, 단조 소재(W)에 대해, 원형 핀(40) 및 편평판(41) 이외의 부분에는 주 하중(F)이 부여되는 것에 반해, 원형 핀(40) 및 편평판(41)에 대응하는 부분에는 주 하중(F)으로부터 독립된 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)이 부여된다.From this state, as shown in FIG. 2B, when the
도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 원형 핀(40) 및 편평판(41)에 주 하중(F)보다도 작은 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)을 부여함으로써, 원형 핀(40) 및 편평판(41)이 상승하고, 원형 구멍(35) 및 편평 구멍(36) 내에 재료가 유입된다. 원형 구멍(35) 및 편평 구멍(36) 내에 재료가 유입됨으로써, 하측 금형(10)의 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)에 가해지는 힘이 완화된다. 그 결과, 도 7b에 도시한 바와 같이, 성형 구멍(12)의 벽면과 블레이드부(13) 사이의 메탈 플로우(α1) 및 이 메탈 플로우(α1)에 의해 블레이드부(13)를 내측으로 변형시키는 힘(α2)이 완화되고, 또한 센터 구멍(3)의 성형시에 외주를 향하는 메탈 플로우(α3)가 블레이드부(13)를 내측으로 변형시키는 힘(α2)과 반대 방향으로 작용하므로, 이들 힘(α2)(α3)의 균형을 유지함으로써, 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)의 휨 변형 및 비틀림 변형을 억제할 수 있다.As shown in FIG. 2B, the
상기 제1 부 하중(F1)과 제2 부 하중(F2)의 적정값은 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)의 체적에 따라서 적절히 설정한다. 이들의 체적이 커질수록 재료의 릴리프량이 증가하므로, 블레이드부(13)의 체적이 일정하면, 센터 핀(16)의 체적이 커질수록 제1 부 하중(F1)을 작게 하여 원형 구멍(35)으로의 유입량을 증대시킴으로써 균형을 유지할 수 있다.Appropriate values of the first subload F1 and the second subload F2 are appropriately set in accordance with the volume of the
상술한 과정을 거쳐 도 2c에 도시한 바와 같이, 상측 금형(30)이 하사점까지 강하하면, 로터 소재(1)의 성형이 완료된다.As shown in FIG. 2C through the above-described process, when the
그 후 도 2d에 도시한 바와 같이, 상측 금형(30)을 상승시키고, 녹아웃 핀(17)을 상승시켜 단조된 로터 소재(1)를 돌출시킨다. 원형 핀(40) 및 편평판(41)이 로터(1)로부터 이격되어 하방으로부터의 힘이 제거되면, 가스 쿠션(45)의 피스톤 로드(47)가 초기 위치로 복귀된다.After that, as shown in FIG. 2D, the
상술한 공정에 있어서, 하측 금형(10)의 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)의 휨 변형 및 비틀림 변형이 억제되기 때문에, 도 3에 도시한 로터 소재(1)는 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 치수 정밀도가 높은 것으로 되고, 또한 변형을 억제함으로써 금형 수명이 길어진다. 게다가, 블레이드부(13)의 변형 방지를 위해 로터 소재의 외경을 확대할 필요가 없으므로, 후가공에서 절삭 제거하는 부분이 없어 재료에 낭비가 발생하지 않는다.In the above-described process, since the bending deformation and the torsional deformation of the
또한, 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)을 주 하중(F)보다도 작은 값으로 설정한 것으로, 원형 핀(16) 및 블레이드부(13)가 밀어내는 재료가 유동하기 쉽게 되어 있기 때문에, 상측 금형(30)을, 원형 구멍(35) 및 편평 구멍(36)에 원형 핀(16) 및 블레이드부(13)가 물려 들어가는 높이까지 강하시킬 수 있다. 이로 인해, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 두께부의 이동에 의해, 제작되는 로터 소재(1)는, 로터부(2)의 상단부면(일단부면(2a))에 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 부분에 대응하여 잉여 두께부(5)(6)가 형성된다.In addition, the first sub load F1 and the second sub load F2 are set to a value smaller than the main load F, so that the material pushed out by the
또한 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)은 개별로 부여되므로, 센터 구멍(3) 상의 잉여 두께부(5)와 베인 홈(4) 상의 잉여 두께부(6)가 개별로 형성되고, 이들 잉여 두께부(5)(6)의 평면 형상은 원형 핀(40) 및 편평판(41)의 단면 형상에 대응한 것으로 된다.In addition, since the first sub load F1 and the second sub load F2 are given separately, the
여기서 본 실시 형태에 있어서, 로터 소재(1)는, 로터부(2)와, 잉여 두께부(5)(6)에 의해 구성되는 것이며, 로터부(2)에는 잉여 두께부(5)(6)가 포함되지 않는다.Here, in this embodiment, the rotor
이와 같이 하여 형성되는 잉여 두께부(5)(6)는 도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 로터부(2)의 일단부면(2a)으로부터 일단부측으로 팽출하도록 설치되고, 각 잉여 두께부(5)(6)의 내부까지 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)이 형성되어 있다.The
또한 도 12에 도시한 바와 같이, 센터 구멍측의 잉여 두께부(5)는, 센터 구멍(3)의 일단부면(3a)을 폐색하는 폐색부(5a)와, 센터 구멍(3)의 주위측면을 폐색하는 주위벽부(5b)를 갖고, 단면이 대략 역 U자형의 형상으로 마무리되어 있다. 마찬가지로 도 13에 도시한 바와 같이, 베인 홈측의 잉여 두께부(6)는, 베인 홈(4)의 일단부면(4a)을 폐색하는 폐색부(6a)와, 베인 홈(4)의 주위측면을 폐색하는 주위벽부(6b)를 갖고, 단면이 대략 역 U자 형상으로 마무리되어 있다. 또한 잉여 두께부(5)에 있어서의 주위벽부(5b)(6b)는, 로터부(2)의 일단부면(2a)으로부터, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 일단부면(3a)(4a)까지의 범위에 배치되는 부분이며, 폐색부(5a)(6a)는, 센터 구멍(3)의 및 베인 홈(4)의 일단부면(3a)(4a)보다도 또한 일단부측에 배치되는 부분이다.In addition, as shown in FIG. 12, the
또한 본 실시 형태에 있어서는, 단조 가공시에, 주 하중(F), 제1, 제2 부 하중(F1)(F2)을 조정함으로써, 잉여 두께부(5)(6)의 주위벽부(5b)(6b)에 균열(7)(7)을 발생시켜 둔다. 이 균열(7)(7)은, 후술하는 펀칭 공정에 있어서의 잉여 두께부(5)(6)의 제거를 용이하게 하기 위해 형성해 두는 것이다. 또한 본 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(5)(6)의 제거를 간단하고 또한 정확하게 행하기 위해, 잉여 두께부(5)(6)를 특유의 구성으로 형성하는 것이지만, 잉여 두께부(5)(6)의 구성의 상세에 대해서는 나중에 설명하는 것으로 한다.In the present embodiment, at the time of forging, the
또한 본 실시 형태에 있어서는, 단조 가공시에, 제1, 제2 부 하중(F1)(F2)에 의한 배압을 부여하도록 하고 있기 때문에, 잉여 두께부(5)(6)가 로터부(2)로부터 터지거나, 찢어지거나 하는 문제를 확실하게 방지할 수 있어, 후술하는 원하는 구성의 잉여 두께부(5)(6)를 로터 소재(1)에 일체로 형성할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the back pressure by the 1st, 2nd sub-load F1 (F2) is given at the time of a forging process, the
또한 말할 필요도 없이, 로터 소재(1)에 있어서의 로터부(2)의 타단부면(하단부면(2b))에 있어서는, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)이 모두 개방되어 있다.Needless to say, both the
본 실시 형태의 단조 가공에서는, 주 하중(F), 제1 부 하중(F1), 제2 부 하중(F2)은, 로터 소재(1)의 형상 및 각 부의 치수, 재료 조성, 가공 온도 등에 따라서 적절히 설정한다. 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제로 직경 40 내지 70mm, 높이 30 내지 60mm의 로터(R)를 제조하는 경우의 설정값으로서, 주 하중(F): 270 내지 325MPa, 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2): 29 내지 89MPa를 예시할 수 있다.In the forging process of this embodiment, the main load F, the 1st sub load F1, and the 2nd sub load F2 depend on the shape of the
또한, 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)을 지나치게 작게 설정하면 잉여 두께부(5)(6)가 찢어질 우려가 있고, 반대로 지나치게 크게 설정하면 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)에 가해지는 힘을 완화시키는 효과가 작아, 쓰러짐 변형 및 비틀림 변형을 억제하는 효과가 작아진다. 상술한 바와 같이 알루미늄 합금제 로터(R)를 단조하는 경우는 29 내지 89MPa가 바람직하고, 또한 39 내지 49MPa의 범위가 바람직하다. 또한, 가스 쿠션(45)과 같은 스프링식의 부 하중 부여 수단에서는 상측 금형(30)의 하강에 수반하여 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)이 증대되지만, 상기 적합 범위의 하중은 초기 하중이다.In addition, when the first sub load F1 and the second sub load F2 are set too small, the
또한, 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)을 부여하기 위한 부 하중 부여 수단은 한정되지 않지만, 상측 금형(30)의 승강에 추종하여 하중을 부여할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 가스 쿠션과 같은 스프링식의 것이 바람직하고, 다른 부 하중 부여 수단으로서 기계식 스프링, 유압 기구, 완충기를 예시할 수 있다.In addition, although the sub load applying means for giving the 1st sub load F1 and the 2nd sub load F2 is not limited, It is preferable that a load can be provided following the lifting of the upper metal mold | die 30. As shown in FIG. From this point of view, a spring type such as a gas cushion is preferable, and a mechanical spring, a hydraulic mechanism, a shock absorber can be exemplified as another sub load applying means.
또한 도 8에 도시한 바와 같이, 로터(1)에 있어서의 잉여 두께부(5)(6)의 평면 형상은, 센터 핀(16) 및 블레이드부(13)의 주위에 폭(t): 0.1 내지 3mm의 확대부를 더한 형상이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 상측 금형 본체(31)의 원형 구멍(35)과 센터 핀(16) 사이의 간극(t), 및 편평 구멍(36)과 블레이드부(13) 사이의 간극(t)이 0.1 내지 3mm로 되도록, 상기 원형 구멍(35) 및 편평 구멍(36)을 설정하는 것이 바람직하다. 상기 폭(t)이 0.1mm 미만에서는 단조시에 재료 흐름이 나빠져 잉여 두께부(5)(6)가 파단될 우려가 있고, 파단에 의해 변형 방지 효과도 저하될 우려가 있다. 3mm를 초과하면, 상측 금형(30)의 원형 구멍(35)과 편평 구멍(36)이 서로 간섭할 우려가 있다. 특히 바람직한 간극(t)은 1 내지 2mm이다.8, the planar shape of the
<펀칭 공정><Punching process>
도 14는 펀칭 가공 공정(잉여부 제거 공정)에 사용되는 잉여부 제거 장치로서의 펀칭 장치(다이 세트)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 이 펀칭 장치는 하측 금형(8)과, 상측 금형(9)을 구비하고, 나중에 상세하게 설명하는 바와 같이, 펀칭 처리에 의해 로터 소재(1)로부터 잉여 두께부(5)(6)를 펀칭하여 제거할 수 있도록 되어 있다.FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a punching device (die set) as an excess removing device used in a punching machining step (an excess removing step). As shown in FIG. 14, this punching apparatus is provided with the lower metal mold | die 8 and the upper metal mold | die 9, As demonstrated in detail later, the excess thickness part from the rotor
하측 금형(8)은, 하측 플레이트(81)와, 그 하측 플레이트(81)의 상면에 설치되는 하측 금형 본체(85)를 구비하고 있다.The lower metal mold | die 8 is equipped with the
하측 플레이트(81)는, 그 중앙에, 상하 방향으로 관통하는 잉여 두께부 배출 구멍(82)이 형성되어 있다. 또한 하측 플레이트(81)의 양측부에는 수직 방향을 따라 가이드 바(83)가 세워 설치되어 있다.The
하측 금형 본체(85)는, 하측 플레이트(81)의 상면에 잉여 두께부 배출 구멍(82)을 폐색하도록 하여 고정되어 있다.The lower die
이 하측 금형 본체(85)에는, 하측 플레이트(81)의 잉여 두께부 배출 구멍(82)에 대응하여, 워크 설치부(86)가 설치되어 있다. 워크 설치부(86)는, 상기 로터 소재(1)를 그 일단부면(2a)측을 하측을 향해 설치할 수 있도록 구성되어 있다. 즉 이 워크 설치부(86)에는, 센터 구멍측 잉여 두께부(5)에 대응하여 센터 구멍측 탈형 구멍(87)이 형성됨과 함께, 베인 홈측 잉여 두께부(6)에 대응하여 베인 홈측 탈형 구멍(88)이 형성되어 있다. 이 센터 구멍측 탈형 구멍(87)은, 그 내주 형상이 센터 구멍측 잉여 두께부(5)의 외주 형상에 대응하여 형성되어 있고, 센터 구멍측 잉여 두께부(5)를 적합 상태로 끼워 맞출 수 있도록 되어 있다. 또한 베인 홈측 탈형 구멍(88)은, 그 내주 형상이 베인 홈측 잉여 두께부(6)의 외주 형상에 대응하여 형성되어 있고, 베인 홈측 잉여 두께부(6)를 적합 상태로 끼워 맞출 수 있도록 되어 있다. 또한 각 탈형 구멍(87)(88)은 상하 방향으로 관통하고 있고, 하단부측이 하측 플레이트(81)의 잉여 두께부 배출 구멍(82)에 연통되어 있다.The lower die
그리고 로터 소재(1)의 잉여 두께부(5)(6)를, 탈형 구멍(87)(88)에 각각 적합 상태로 끼워 맞추어, 로터부(2)의 일단부면(2a)을 워크 설치부(86) 상에 적재함으로써, 로터 소재(1)를 워크 설치부(86) 상에 위치 결정 상태로 세트할 수 있도록 되어 있다.Then, the
상측 금형(9)은 상측 플레이트(91)와, 그 상측 플레이트(91)의 하면에 설치되는 상측 금형 본체(95)를 구비하고 있다.The
상측 플레이트(91)는 상하 방향으로 승강 가능하게 구성되어 있고, 도시하지 않은 유압 실린더 등의 승강 구동 수단에 의해 승강 구동할 수 있도록 되어 있다.The
또한 상측 플레이트(91)의 양측부에는, 하측 플레이트(83)의 가이드 바(83)에 대응하여 가이드 구멍(93)이 형성되어 있고, 후술하는 바와 같이 상측 플레이트(91)가 강하할 때에, 가이드 바(83)가 가이드 구멍(93)에 삽입됨으로써, 상측 플레이트(91)의 강하 이동이 가이드되도록 되어 있다.In addition, the
상측 금형 본체(95)는, 하측 금형 본체(85)에 대향하도록 하여, 상측 플레이트(91)의 하면에 고정되어 있다.The
상측 금형 본체(95)에는, 하측 금형 본체(85)에 있어서의 센터 구멍측 탈형 구멍(87) 및 베인 홈측 탈형 구멍(88)에 각각 대응하여, 즉 하측 금형(85)에 설치되는 로터 소재(1)의 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)에 각각 대응하여, 센터 구멍측 펀칭 펀치(97) 및 베인 홈측 펀칭 펀치(98)가 각각 하방으로 돌출되도록 장착되어 있다.The upper mold
본 실시 형태에 있어서는, 펀칭 펀치(97)(98)가 충격 부재로서 구성되어 있다.In this embodiment, the punching
다음에, 상기 구성의 펀칭 장치를 사용하여, 로터 소재(1)의 잉여 두께부(5)(6)를 제거하는 방법에 대해 설명한다.Next, the method of removing the
우선 펀칭 장치의 하측 금형(8)에 있어서의 워크 설치부(86)에, 로터 소재(1)를 그 일단부면(2a)측을 하향으로 하여, 각 잉여 두께부(5)(6)를, 대응하는 탈형 구멍(87)(88)에 적합하게 한 상태로 설치한다. 이 설치 상태에서는, 상측 금형 본체(85)의 센터 구멍측 펀칭 펀치(97) 및 베인 홈측 펀칭 펀치(98)가, 로터 소재(1)의 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 타단부측 개구부에 대향하여 배치된다.First, the
이와 같이 하여 로터 소재(1)를 세트한 상태에서, 상측 금형(85)을 강하시키면, 상측 금형 본체(85)의 펀치(97)(98)가 로터 소재(1)의 상단부면(타단부면(2b))측으로부터 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)에 삽입되고, 각 펀치(97)(98)가 잉여 두께부(5)(6)에 가압 상태로 부딪쳐서, 잉여 두께부(5)(6)가 펀칭된다. 이에 의해 잉여 두께부(5)(6)가 로터부(2)로부터 제거되고, 그 제거된 잉여 두께부(5)(6)가 하측 플레이트(81)의 잉여 두께부 배출 구멍(82)을 통해 하방측으로 배출된다. 이와 같이 하여 도 15, 도 16에 도시한 바와 같이, 로터 소재(1)에 있어서의 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 일단부측이 개방됨으로써, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 양단부가 모두 개방된 로터(R)를 얻을 수 있다.When the
여기서 본 실시 형태에 있어서, 잉여 두께부(5)(6)는 로터부(2)의 일단부면(2a)에 일단부측으로 팽출하도록 형성되어 있기 때문에, 잉여 두께부(5)(6)를 펀칭했을 때에, 주위벽부(5b)(6b)의 위치에서 정확하게 파단시킬 수 있어, 잉여 두께부(5)(6)를 고정밀도로 확실하게 제거할 수 있다.In the present embodiment, the
특히 본 실시 형태에 있어서는 도 12, 도 13에 도시한 바와 같이, 잉여 두께부(5)(6)의 주위벽부(5b)(6b)에 균열(7)(7)을 형성하고 있기 때문에, 이 균열(7)(7)의 부분에 있어서 확실하게 파단시킬 수 있어, 보다 한층 고정밀도로 잉여 두께부(5)(6)를 로터(R)로부터 제거할 수 있다.In particular, in the present embodiment, as shown in Figs. 12 and 13, since the
또한 파단 예정 위치에 균열(7)(7)을 형성하고 있기 때문에, 펀치(97)(98)의 때려 넣기 하중을 균열(7)(7)의 위치에 집중시킬 수 있어, 그 위치에서 확실하게 파단시킬 수 있다. 이로 인해, 펀치(97)(98)의 하중을 작게 해도 확실하게 잉여 두께부(5)(6)를 펀칭할 수 있다. 이와 같이 저하중으로 프레스 가공할 수 있기 때문에, 고하중이 요인으로 되어, 로터(R)에 유해한 균열이나 파단이 발생하는 것을 유효하게 방지할 수 있어, 고품질의 로터 제품을 제조할 수 있다. 구체예를 들어 설명하면, 균열(7)(7)을 형성하는 경우에는, 균열(7)(7)이 없는 경우와 비교하여 펀치 하중을 1/2 정도로 작게 할 수 있다.In addition, since the
또한 저하중으로 가공할 수 있기 때문에, 펀치(97)(98) 자체의 마모도 경감시킬 수 있어, 펀치(97)(98)의 내구성, 나아가 펀칭 장치의 내구성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 게다가 또한 저하중이기 때문에, 펀치(97)(98) 자체의 강도도 낮게 할 수 있어, 예를 들어 펀치(97)(98)로서 두께 2.5mm 정도의 박판 형상의 것이어도 문제없이 채용할 수 있다.In addition, since the processing can be performed in a low weight, wear of the
또한 본 실시 형태에서는, 단조 가공에 의해, 로터 소재(1)의 단부면에 있어서의 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 주변에만 부분적으로 잉여 두께부(5)(6)가 형성됨과 함께, 펀칭 공정에 의해, 부분적인 잉여 두께부(5)(6)만을 제거하도록 하고 있기 때문에, 잉여 두께부(5)(6)의 용량, 즉 여분의 재료가 적어져 재료 수율을 향상시킬 수 있어, 비용의 삭감을 도모할 수 있다.Moreover, in this embodiment, the
또한 본 실시 형태의 펀칭 가공은, 로터 소재(1)를 특별히 가열할 필요가 없어, 냉간으로 행하고 있다. 다만 본 발명에 있어서는, 펀칭 가공을 행하기 직전에 로터 소재(1)를 가열하여, 펀칭 가공을 열간으로 행하도록 해도 좋다.In addition, the punching process of this embodiment does not need to heat the rotor
그런데 본 실시 형태와 같이 잉여 두께부(5)(6)를 주위벽부(5b)(6b)에서 파단시켜 제거하는 경우에는 도 15, 도 16에 도시한 바와 같이, 파단부에 버(5c)(6c)가 발생하지만, 이 버(5c)(6c)는 필요에 따라서 제거하면 된다. 예를 들어 펀칭 공정과 열처리 공정 사이에 버 제거 공정을 마련하여, 거기에서 버(5c)(6c)를 제거하거나, 혹은 열처리 공정과 검사 공정 사이에 버 제거 공정을 마련하도록 하면 된다.However, when the
또한 출하처에서 단부면을 마무리하여 절삭 가공하는 경우에는, 그 마무리 절삭 가공으로 버(5c)(6c)를 제거하면 되므로, 로터(R)의 제조 과정에서 굳이 버(5c)(6c)를 제거할 필요는 없다.In the case where the end face is finished and cut at the shipping destination, the
또한 후술하는 바와 같이, 잉여 두께부(5)(6)를 제거할 때의 파단면을 로터부(2)의 일단부면(2a)과 동등한 위치 또는 내측의 위치에 배치시킴으로써, 버(5c)(6c)가 형성되는 것을 방지하도록 해도 좋다.Further, as will be described later, the
다음에 본 실시 형태에 있어서의 로터(R)의 일례를 들어, 그 일례의 로터에 있어서 잉여 두께부(5)(6)를 고정밀도로 확실하게 제거하는 데 최적인 구성을 이하에 설명한다.Next, an example of the rotor R in the present embodiment will be described, and a configuration that is optimal for reliably removing the
우선 제작하고자 하는 일례의 로터(R)는, 축심 방향의 길이가 30 내지 60mm, 외경(직경)이 45 내지 65mm, 센터 구멍(3)의 직경이 10 내지 15mm, 베인 홈(4)의 폭이 2 내지 4mm, 베인 홈(4)의 외주면으로부터의 깊이가 15 내지 20mm로 설정된다.First, the rotor R of the example to be produced has a length in the axial direction of 30 to 60 mm, an outer diameter (diameter) of 45 to 65 mm, a diameter of the
이러한 일례의 로터(R)를 제작하는 데 사용되는 로터 소재(1)에 있어서, 도 12에 도시한 바와 같이, 센터 구멍측에 있어서의 폐색부(5a)의 두께, 즉 잉여 두께부(5)에 있어서의 선단부로부터 센터 구멍(3)의 일단부면(3a)까지의 치수를 「T5」, 주위벽부(5b)의 높이, 즉 잉여 두께부(5)에 있어서의 센터 구멍(5)의 일단부면(5a)으로부터 로터부(2)의 일단부면(2a)까지의 치수를 「Z5」로 했을 때, 잉여 두께부(5)의 팽출량(H5)은 「T5+Z5」와 동등해진다.In the rotor
이때의 센터 구멍측 잉여 두께부(5)에 있어서의 최적인 구성은, 잉여 두께부(5)의 팽출량(H5)을 3.5 내지 12mm, 폐색부(5a)의 두께(T5)를 3 내지 10mm, 주위벽부(5b)의 높이(T5)를 0.5 내지 2mm로 설정하는 것이 좋다. 특히 폐색부 두께(T5)가 지나치게 작은 경우에는, 잉여 두께부(5)를 제거할 때의 파단 위치가 불안정하게 되어 버려, 금형 수명이 짧아짐과 함께 치수 정밀도도 낮아진다. 반대로 폐색부 두께(T5)가 지나치게 큰 경우에는, 재료 수율이 나빠진다.The optimal configuration in the center hole side
또한 잉여 두께부(5)의 탈형 구배(θ5)를 0 내지 10°, 잉여 두께부(5)의 외주면에 있어서의 수직 상승부(설치부)의 곡률 반경(r5)을 0.5 내지 3mm로 조정하는 것이 좋다.Furthermore, the curvature radius r5 of the vertical rising part (installation part) in the outer circumferential surface of the
또한 도 13에 도시한 바와 같이 베인 홈측 잉여 두께부(6)에 있어서도, 상기와 마찬가지로 잉여 두께부(6)의 팽출량(H6)은, 폐색부(6a)의 두께(T6)에, 주위벽부(6b)의 높이(Z5)를 더한 값과 동등해진다.In addition, also in the vane groove side
그리고 이때의 베인 홈측 잉여 두께부(6)에 있어서의 최적인 구성도 상기와 마찬가지이다. 즉 상기와 마찬가지의 이유로부터, 잉여 두께부(6)의 팽출량(H6)을 3.5 내지 12mm, 폐색부(6a)의 두께(T6)를 3 내지 10mm, 주위벽부(6b)의 높이(Z6)를 0.5 내지 2mm로 설정하는 것이 좋다. 또한 상기와 마찬가지로, 잉여 두께부(6)의 탈형 구배(θ6)를 0 내지 10°, 잉여 두께부(6)의 외주면에 있어서의 수직 상승부(설치부)의 곡률 반경(r6)을 0.5 내지 3mm로 조정하는 것이 좋다.In addition, the optimum structure in the vane groove side
이상과 같이 잉여 두께부(5)(6)를 구성한 경우에는, 잉여 두께부(5)(6)를 펀치(97)(98)에 의해 확실하게 펀칭할 수 있어, 잉여 두께부(5)(6)를 고정밀도로 확실하게 제거할 수 있다. 특히 곡률 반경(r5)(r6)의 조정은 중요하다. 즉 곡률 반경(r5)(r6)을 작게 하면, 균열(7)이 발생하기 쉬워 균열(7)을 크게 할 수 있고, 반대로 곡률 반경(r5)(r6)을 크게 하면, 균열(7)이 발생하기 어려워 균열(7)이 작아진다. 따라서, 곡률 반경(r5)(r6)의 조정에 따라, 균열(7)의 크기나 형상, 위치 등을 적절하게 제어할 수 있어, 잉여 두께부(5)(6)를 보다 한층 고정밀도로 확실하게 제거할 수 있다.When the
이와 같이 본 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(5)(6)를 펀칭 가공에 의해 제거하고 있기 때문에, 절삭 가공 등의 효율이 낮은 기계 가공에 의해 잉여 두께부를 절삭 제거하는 경우와 비교하여, 효율적으로 잉여 두께부(5)(6)를 제거할 수 있어 생산 효율을 향상시킬 수 있다.Thus, in this embodiment, since the
게다가 잉여 두께부(5)(6)는, 로터 소재(1)의 일단부면(2a)에 팽출 형상으로 형성하는 것이기 때문에, 펀칭 가공에 의해 간단하고 또한 고정밀도로 잉여 두께부(5)(6)를 제거할 수 있다.In addition, since the
한편, 펀칭 공정에 의해, 잉여 두께부(5)(6)를 제거한 로터(R)는, 상기한 바와 같이 필요에 따라서 버(5c)(6c)가 제거된 후, 열처리 공정 및 검사 공정을 거쳐 출하된다(도 9 참조).On the other hand, the rotor R from which the
<변형예><Variation example>
상기 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(5)(6)를, 로터부(2)의 일단부면(2a)으로부터 팽출하는 팽출부에 의해 구성하고, 그 잉여 두께부(5)(6)의 내부에 있어서의 일단부면(2a)보다도 외측의 위치까지 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명에 있어서는, 반드시 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 일단부면(3a)(4a)을 로터부(2)의 일단부면(2a)보다도 외측까지 형성할 필요는 없다.In the said embodiment, the
예를 들어 도 17, 도 18에 도시한 바와 같이, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)을 그 일단부면(3a)(4a)을, 로터부(2)의 일단부면(2a)과 대략 동일한 위치에 배치하도록 형성해도 좋다.For example, as shown in FIG. 17, FIG. 18, the
이 경우에는, 로터부(2)에 있어서의 일단부면(2a)의 위치에 대응하여, 잉여 두께부(5)(6)에 균열(7)(7)이 형성되고, 그 위치에서 파단되어, 잉여 두께부(5)(6)가 제거된다. 따라서 잉여 두께부(5)(6)의 제거 후에 있어서의 버를, 상기 실시 형태의 버(5c)(6c)에 비해 작게 형성할 수 있다.In this case, corresponding to the position of the one
또한 도 19, 도 20에 도시한 바와 같이 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)을 그 일단부면(3a)(4a)을, 로터부(2)의 일단부면(2a)보다도 내측(타단부측)에 배치하도록 형성해도 좋다.Further, as shown in FIGS. 19 and 20, the
이 경우에는, 잉여 두께부(5)(6)의 외주면에 있어서의 수직 상승 위치로부터, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 단부 코너 위치에 걸쳐 균열(7)(7)이 형성되고, 그 위치에서 파단되어 잉여 두께부(5)(6)가 제거된다. 따라서, 잉여 두께부(5)(6)의 제거 자국에, 로터 소재(1)의 일단부면(2a)에 있어서의 센터 구멍 주연부 및 베인 홈 주연부에 모따기 형상의 절결부가 형성되어, 버가 형성되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.In this case, the
또한 상기 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(5)(6)에 균열(7)(7)을 형성하도록 하고 있지만, 뒤의 제2 실시 형태에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 본 발명에 있어서는 균열(7)(7)을 반드시 형성할 필요는 없다.In addition, in the said embodiment, although the
한편, 상기 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(5)(6)를, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 타단부측으로부터 삽입한 펀치(97)(98)에 의해 펀칭하도록 하고 있지만, 본 발명에 있어서는, 잉여 두께부를 제거할 때에, 펀치에 의한 펀칭 가공에만 한정되지 않는다.On the other hand, in the said embodiment, although the
즉 로터 소재(1)에 있어서의 외측으로부터, 예를 들어 축심 방향에 직교하는 방향으로부터 해머 등의 충격 부재를 부딪쳐서, 그 충격에 의해 잉여 두께부를 때려 떨어뜨리도록 제거하거나, 재단 공구 등의 충격 부재에 의해 잉여 두께부(5)(6)의 뿌리(기단부)를 축심 방향에 직교하는 면을 따라 재단하도록 하여 잉여 두께부(5)(6)를 잘라내도록 해도 좋다.That is, the impact member such as a hammer is hit from the outer side of the
또한 상기 실시 형태에 있어서는, 하측 금형(10)에 센터 핀(16) 및 베인 홈 형성용 블레이드부(13)를 설치하여, 베인 홈(4)의 형성과 동시에 센터 구멍(3)을 형성하도록 하고 있지만, 센터 구멍의 형성 방법은 상기한 것에만 한정되지 않는다. 예를 들어 단조 가공을 행하기 전에 미리 단조 소재에 센터 구멍을 형성해 두어도 좋고, 센터 핀이 설치되지 않은 금형에 의한 단조 가공에 의해 베인 홈만을 형성해 두고, 그 베인 홈을 갖는 로터 소재에 대해 후처리에서 센터 구멍을 형성하도록 해도 좋다.In the above embodiment, the
또한 상기 실시 형태에 있어서는, 단조 가공과, 잉여 두께부 펀칭 가공을 별개의 장치를 사용하여 행하도록 하고 있지만, 그것에만 한정되지 않고, 본 발명에 있어서는, 단조 가공과, 잉여 두께부 펀칭 가공은 동일한 장치에 의해 행하는 것도 가능하다.In addition, in the said embodiment, although forging process and excess thickness punching process are performed using a separate apparatus, it is not limited only to this, In this invention, forging process and excess thickness punching process are the same. It is also possible to carry out by an apparatus.
예를 들어 도 1, 도 2에 도시한 바와 같은 단조 장치에 있어서, 하측 금형(10)의 블레이드부(13) 및 센터 핀(16)으로서 긴 것을 사용하고, 단조 가공시에는, 상기 실시 형태와 동일한 정도의 스트로크량으로 상측 금형(30)을 강하시킴으로써 마찬가지의 단조 가공을 행한다. 그 후의 잉여 두께부 펀칭 가공에서는, 상기 단조 가공에 계속해서, 단조 가공시보다도 스트로크량을 많게 하여 상측 금형(30)을 강하시킴으로써 블레이드부(13) 및 센터 핀(16)에 의해 잉여 두께부(5)(6)를 펀칭하도록 하면 좋다.For example, in the forging apparatus shown in FIG. 1, FIG. 2, a long thing is used as the
또한 상기 실시 형태에 있어서는, 단조 장치로서, 하측 금형(10) 등의 고정측의 금형에, 베인 홈 형성용 블레이드부(13) 및 센터 구멍 형성용 핀(16)을 설치하는 타입의 것을 사용하도록 하고 있지만, 그것에만 한정되지 않고, 본 발명에 있어서는, 상측 금형(30) 등의 가동측의 금형에, 베인 홈 형성용 블레이드부(펀치) 및 센터 구멍 형성용 핀(펀치)을 설치하는 타입의 단조 장치를 사용하도록 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 베인 홈 형성용 펀치 및 센터 구멍 형성용 펀치로서 긴 것을 사용함으로써, 상기와 마찬가지로 1개의 장치(단조 장치)에 의해 단조 가공 및 잉여 두께부 펀칭 가공을 함께 행할 수 있다.Moreover, in the said embodiment, it is used as a forging apparatus which is the type of providing the vane groove forming
<제2 실시 형태><2nd embodiment>
도 21 내지 도 26은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 단조 가공에 의해 얻어지는 로터 소재(1)를 도시하는 도면이다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 제2 실시 형태에 있어서, 로터 소재(1)는, 로터부(2)와 잉여 두께부(5)(6)에 의해 구성되는 것이며, 로터부(2)에는 잉여 두께부(5)(6)가 포함되지 않는다.21-26 is a figure which shows the rotor
잉여 두께부(5)(6)는, 로터부(2)의 일단부면(2a)으로부터 일단부측으로 팽출하도록 설치되어 있다.The
또한 본 실시 형태의 로터 소재(1)는, 센터 구멍(3)의 일단부면(3a)은 잉여 두께부(5)의 내부에 도달하고 있지 않고, 일단부면(3a)은 로터부(2)의 일단부면(2a)보다도 내측에 배치되어 있다.In addition, in the
또한 베인 홈(4)의 일단부면(4a)도 마찬가지로 잉여 두께부(6)의 내부에 도달하고 있지 않고, 일단부면(4a)은 로터부(2)의 일단부면(2a)보다도 내측에 배치되어 있다.In addition, the one
또한 로터 소재(1)에 있어서의 로터부(2)의 타단부면(하단부면(2b))에 있어서는 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)이 모두 개방되어 있다.Moreover, in the other end surface (
여기서 도 25, 도 26에 도시한 바와 같이, 로터부(2)의 일단부면(2a)과 센터 구멍(3)의 일단부면(3a)과의 단부면 차(파단 길이 D3)는 0 내지 2mm로 설정됨과 함께, 로터부(2)의 일단부면(2a)과 베인 홈(4)의 일단부면(4a)과의 단부면 차(파단 길이 D4)도 마찬가지로 0 내지 2mm로 설정되어 있다.As shown in FIG. 25, FIG. 26, the end surface difference (breaking length D3) between the one
또한, 잉여 두께부(5)의 외주면과 센터 구멍(3)의 내주면과의 직경 차(D5)는 0.01 내지 0.1mm, 바람직하게는 0.05 내지 0.1mm로 설정되어 있다. 또한 잉여 두께부(6)의 외주면과 베인 홈(4)의 내주면과의 직경 차(D6)도 마찬가지로 0.01 내지 0.1mm, 바람직하게는 0.05 내지 0.1mm로 설정되어 있다.The diameter difference D5 between the outer circumferential surface of the
한편 도 22b에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(6)와 베인 홈(4)과의 직경 차(D6) 중, 로터부 외주측 단부의 직경 차(D61) 및 내주측 단부의 직경 차(D62)가 중간 주요부의 직경 차(D60)보다도 두껍게 형성되어 있다.On the other hand, as shown in FIG. 22B, in the present embodiment, the diameter difference D61 and the inner circumferential side of the outer peripheral side end of the rotor portion among the diameter difference D6 between the
또한 도 25, 도 26에 도시한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 로터 소재(1)에 있어서의 센터 구멍(3)의 내주면과 일단부면(3a) 사이의 곡률 반경(r3)은 0.2 내지 1mm로 설정되어 있다. 또한 베인 홈(4)의 내주면과 일단부면(4a) 사이의 곡률 반경(r4)도 마찬가지로 0.2 내지 1mm로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 범위로 설정함으로써, 도 26에 도시한 바와 같이 잉여 두께부(5)(6)를, 예를 들어 펀칭으로 제거했을 때에, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 내측에 잔존하는 내측 버의 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 내벽면으로부터의 높이(B1)의 평균값을 바람직한 값으로 조정할 수 있다. 구체적으로는, 내측 버의 높이(B1)를 1mm 이하로 설정할 수 있다. 또한 이 내측 버의 높이(B1)가 1mm를 초과하는 경우에는, 파단 위치가 불안정해져 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 내측 치수의 정밀도 관리가 곤란해진다.25 and 26, in the present embodiment, the radius of curvature r3 between the inner circumferential surface of the
또한 본 실시 형태에서는, 로터 소재(1)에 있어서의 잉여 두께부(5)(6)의 외주면과 일단부면(2a) 사이의 곡률 반경(r3a)(r4a)은, 잉여 두께부(5)(6)의 상기 내주면측의 곡률 반경(r3)(r4) 이하로 조정하는 것이 좋다. 구체적으로는, 「r3a≤r3」 「r4a≤r4」의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 이 범위로 설정함으로써, 도 26에 도시한 바와 같이 잉여 두께부(5)(6)를, 예를 들어 펀칭으로 제거했을 때에, 일단부면(2a)에 잔존하는 볼록 버의 높이(B2)의 평균값을 바람직한 값으로 조정할 수 있다. 구체적으로는, 볼록 버의 높이(B2)를 1mm 이하로 설정할 수 있다. 또한 파단 위치도 안정시킬 수 있고, 그 결과 볼록 버의 높이(B2)의 편차도 작아지므로, 후공정에서의 절삭값 관리가 용이해져 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 치수 정밀도 관리가 용이해진다. 또한 내측 버의 높이(B2)가 1mm를 초과하는 경우에는, 파단 위치가 불안정해져 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 내측 치수의 정밀도 관리가 곤란해진다.In addition, in this embodiment, the curvature radius r3a (r4a) between the outer peripheral surface and the one
본 발명에서 사용되는 금형은, 이러한 형상을 갖는 로터 소재를 성형 금형이며, 상측 금형의 원형 구멍(35)에 곡률 반경(r3a)을, 편평 구멍(36)의 곡률 반경(r4a)의 반전 형상을 가짐과 함께, 하측 금형의 센터 핀(16)의 곡률 반경(r3)의 반전 형상을, 블레이드부(13)에 곡률 반경(r4)의 반전 형상을 갖는 것이다.The metal mold | die used by this invention is a molding die which forms the rotor raw material which has such a shape, The radius of curvature r3a is formed in the
본 실시 형태에 있어서는, 상기 구성의 로터 소재(1)를, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 단조 가공 장치를 사용하여 제조하는 것이다.In this embodiment, the rotor
즉 단조 소재(49)를, 하측 금형(10)의 장전 구멍(20)에 장전하고(제1 실시 형태로서의 도 2a 참조), 이 상태로부터, 도 27a에 도시한 바와 같이 상측 금형(30)을 강하시킨다. 이와 같이 하여, 상측 금형(30)이 하사점까지 강하함으로써, 도 27b에 도시한 바와 같이 로터 소재(1)의 형상으로 성형된다.That is, the forging raw material 49 is loaded into the
그 후, 상측 금형(30)이 상승한 후, 상기와 마찬가지로 단조 가공품으로서의 로터 소재(1)가 취출된다.Thereafter, after the
본 실시 형태에 있어서, 상측 금형(30)이 하사점까지 강하한 시점(형 맞춤 시)에서는, 센터 핀(16)의 선단부면(상단부면)은, 원형 구멍(35)의 개구면(하단부 위치)에 대해 일치 또는 이격시키도록 하고 있다. 이에 의해 전술한 바와 같이, 로터 소재(1)에 있어서의 센터 구멍(3)의 일단부면(3a)이, 잉여 두께부(5)의 내부에 도달하지 않고, 로터부(2)의 일단부면(2a)보다도 내측에 배치됨과 함께, 베인 홈(4)의 일단부면(4a)이, 잉여 두께부(6)의 내부에 도달하지 않고, 로터부(2)의 일단부면(2a)보다도 내측에 배치된다.In this embodiment, when the
여기서, 형 맞춤시에 있어서의 센터 핀(16)의 선단부면과, 원형 구멍(35)의 개구면과 간격(단부면 차 D3)은, 상기한 센터 구멍측의 파단 길이(D3)와 동등하고, 0 내지 2mm로 설정됨과 함께, 블레이드부(13)의 선단부면과, 편평 구멍(36)의 개구면과의 간격(단부면 차 D4)은, 상기한 베인 홈측의 파단 길이와 동등하고, 0 내지 2mm로 설정된다(도 25, 도 26 참조).Here, the distal end surface of the
또한 센터 핀(16)의 외주면과 원형 구멍(35)의 내주면 사이의 클리어런스(직경 차 D5)는, 상기한 로터 소재(1)에 있어서의 센터 구멍(3)의 내주면과 잉여 두께부(5)의 내주면과의 직경 차(D5)와 동등하고, 0.01 내지 0.1mm, 바람직하게는 0.05 내지 0.1mm로 설정됨과 함께, 블레이드부(13)의 외주면과 편평 구멍(36)의 외주면 사이의 클리어런스(직경 차 D6)는, 상기한 로터 소재(1)에 있어서의 편평 구멍(36)의 내주면과 잉여 두께부(5)의 내주면과의 직경 차(D6)와 동등하고, 0.01 내지 0.1mm, 바람직하게는 0.05 내지 0.1mm로 설정되어 있다(도 25, 도 26 참조).The clearance (diameter difference D5) between the outer circumferential surface of the
또한, 잉여 두께부 외주의 직경 차(D5)(D6)나 파단 길이(D3)(D4)가 지나치게 큰 경우에는, 펀칭 가공에 있어서, 잉여 두께부(5)(6)를 고정밀도로 제거할 수 없어, 파단 자국에 의한 악영향이 발생할 우려가 있다. 반대로 직경 차(D5)(D6)가 지나치게 작은 경우에는, 펀칭 가공 전에 잉여 두께부(5)(6)가 부주의하게 탈락해 버릴 우려가 있다.In addition, when the diameter difference (D5) (D6) of the excess thickness part outer periphery or the break length (D3) (D4) is too large, the excess thickness part 5 (6) can be removed with high precision in a punching process. There is no fear that adverse effects due to the break marks will occur. On the contrary, when diameter difference D5 (D6) is too small, there exists a possibility that the
이와 같이 하여 얻어진 본 제2 실시 형태의 로터 소재(1)에 대해, 예를 들어 상기와 마찬가지로 도 14에 도시한 펀칭 장치를 사용하여, 잉여 두께부(5)(6)를 제거하여, 로터(R)를 제작하는 것이다.In the
본 제2 실시 형태의 로터 제조 방법에 있어서는, 상기 제1 실시 형태의 효과에 부가하여, 이하의 효과를 갖는 것이다.In the rotor manufacturing method of this 2nd Embodiment, in addition to the effect of the said 1st Embodiment, it has the following effects.
우선 본 제2 실시 형태에 있어서의 단조 가공품으로서의 로터 소재(1)에 있어서는, 잉여 두께부(5)(6)와 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)과의 직경 차(D5)(D6)를 작게 설정하고 있기 때문에, 잉여 두께부(5)(6)를 소정의 위치에서 고정밀도로 확실하게 제거할 수 있다.First, in the rotor
특히 본 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(5)(6)의 파단 길이(D3)(D4)를 얇게 형성하고 있기 때문에, 잉여 두께부 제거시의 파단 영역을 적게 할 수 있고, 바닥 하중으로 간단하게 제거할 수 있어, 생산 효율을 향상시킬 수 있다.In particular, in the present embodiment, since the fracture lengths D3 and D4 of the
또한 잉여 두께부(5)(6)를 제거할 때에, 펀치(97)(98)에 의해 바닥 하중으로 잉여 두께부(5)(6)를 펀칭할 수 있기 때문에, 고하중이 요인으로 되어, 로터(R)에 유해한 균열이나 파단이 발생하는 것을 유효하게 방지할 수 있어, 고품질의 로터 제품을 제조할 수 있다.In addition, when the
게다가 또한 저하중으로 가공할 수 있기 때문에, 펀치(97)(98) 자체의 마모도 경감시킬 수 있어, 펀치(97)(98)의 내구성, 나아가 펀칭 장치의 내구성을 한층 더 향상시킬 수 있다.In addition, since the processing can be performed at a lowered weight, wear of the
또한 잉여 두께부 제거시의 파단 영역이 적기 때문에, 파단 자국(파단면)도 작아져, 파단 자국에 의한 악영향을 피할 수 있어, 예를 들어 후공정에 있어서 파단 자국을 마무리하기 위한 마무리 가공을 행할 필요도 없고, 공정수의 삭감에 의해, 생산성을 보다 한층 향상시킬 수 있음과 함께 비용을 삭감할 수 있다.In addition, since the fracture area at the time of removing the excess thickness is small, the fracture mark (rupture surface) is also reduced, so that adverse effects due to the fracture mark can be avoided, for example, a finishing process for finishing the fracture mark in a post process can be performed. There is no need, and by reducing the number of steps, the productivity can be further improved and the cost can be reduced.
게다가 본 실시 형태에 있어서는, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 일단부면(3a)(4a)이, 로터부(2)의 일단부면(2a)보다도 내측에 배치되어 있기 때문에, 잉여 두께부 제거 후의 파단 자국이, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 내주면, 즉 로터(R)의 내부에 배치되기 때문에, 이 점에 있어서도, 파단 자국에 의한 악영향을 방지할 수 있고, 파단 자국의 후처리 가공을 확실하게 생략할 수 있어, 보다 한층 생산성을 향상시킬 수 있다.Furthermore, in this embodiment, since the one
또한 본 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(6)와 베인 홈(4)과의 직경 차(D6) 중 로터부 외주 단부측의 직경 차(D61) 및 내주 단부측의 직경 차(D62)를, 중간 주요부의 직경 차(D60)보다도 두껍게 형성하고 있기 때문에, 단조 가공 후, 펀칭 가공 전에 잉여 두께부(6)가 부주의하게 탈락되는 것을 방지할 수 있고, 예를 들어 잉여 두께부(6)가 단조 가공용 금형 내에 잔존하는 등의 문제를 확실하게 방지할 수 있어, 높은 생산성을 유지할 수 있다.In the present embodiment, the diameter difference D61 on the outer peripheral end side of the rotor portion and the diameter difference D62 on the inner peripheral end side of the diameter difference D6 between the
게다가 또한 본 실시 형태에 있어서는, 잉여 두께부(6)의 양단부 직경 차(D61)(D62)를 두껍게 형성하고 있기 때문에, 이 부분에 있어서의 부주의하게 파단되는 것을 확실하게 방지할 수 있어, 잉여 두께부(6)가 부주의한 탈락을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 잉여 두께부(6)의 양단부는, 탈락시에 파단 개시점으로 되기 쉽고, 그 양단부를 두껍게 형성함으로써 파단이 발생하기 어려워져 부주의한 탈락을 보다 확실하게 방지할 수 있다.Furthermore, in this embodiment, since the diameter difference D61 (D61) (D62) of the both ends of the
또한 본 실시 형태에 있어서는, 베인 홈(4)측의 잉여 두께부(6)의 외주에 있어서의 직경 차(D6)를 부분적으로 두껍게 하도록 하고 있지만, 그것에만 한정되지 않고, 본 발명에 있어서는, 센터 구멍(3)측의 잉여 두께부(5)의 외주에 있어서의 직경 차(D5)를 부분적으로 두껍게 하도록 해도 좋다.In addition, in this embodiment, although the diameter difference D6 in the outer periphery of the
실시예Example
〔실시예 1〕EXAMPLE 1
도 1 및 도 2에 도시한 단조용 금형(10)(30)을 사용하여 도 3에 도시한 로터 소재(1)를 단조했다. 상기 로터 소재(1)는, 도 4에 도시한 알루미늄 합금제 로터(R)를 제작하기 위한 소재이다.The
상기 로터(R)에 있어서, 외경: 52mm, 높이: 50mm, 센터 구멍(3)의 직경: 10mm, 베인 홈(4)의 수: 5, 홈 폭: 3mm, 홈의 깊이: 15mm, 오프셋 치수(U): 10mm이다. 또한 재료 합금은 A390을 사용했다.In the rotor R, the outer diameter is 52 mm, the height is 50 mm, the diameter of the
또한 하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 단조용 금형에 있어서, 하측 금형(10)의 센터 핀(16)과 상측 금형(30)의 원형 구멍(35)과의 클리어런스(D5)를0.1mm로 하고, 하측 금형(10)의 블레이드부(13)와 상측 금형(30)의 편평 구멍(36)과의 클리어런스(D6)도 상기와 마찬가지로 0.1mm로 했다.In addition, as shown in Table 1 below, in the forging die, the clearance D5 between the
또한 하측 금형(10)의 센터 핀(16)과 상측 금형(30)에 있어서의 원형 구멍(35)의 개구면과의 간격(파단 길이 D3)을 1.5mm로 하고, 하측 금형(10)의 블레이드부(13)와 상측 금형(30)에 있어서의 편평 구멍(36)의 개구면과의 간격(파단 길이 D4)도 상기와 마찬가지로 1.5mm로 했다.The blade of the
그리고, 400℃로 가열한 단조 소재(W)를 하측 금형(10)에 장전하고, 이하의 성형 하중을 부여하여 로터 소재(1)를 형성했다. 이 단조 중에 제1 부 하중(F1) 및 제2 부 하중(F2)이 증대되고, 최종 하중은 각각의 초기 하중의 1.5배이었다.And the forging raw material W heated at 400 degreeC was loaded to the lower metal mold | die 10, the following molding load was applied, and the rotor
주 하중(F)=325MPaMain load (F) = 325 MPa
제1 부 하중(F1)의 초기 하중: 32.9MPa(4.0kg/㎟)Initial load of the first sub load F1: 32.9 MPa (4.0 kg / mm2)
제2 부 하중(F2)의 초기 하중: 44.1MPa(4.5kg/㎟)Initial load of
이와 같이 하여 얻어진 로터 소재(1)를, 상기 도 14에 도시한 펀칭 장치를 사용하여, 잉여 두께부(5)(6)를 제거하여 로터(R)로 했다.The rotor
단조 소재(W)에 대한 로터(R)의 재료 수율(로터(R)의 중량/단조 소재(W)의 중량×100)은 82.9%이었다.The material yield of the rotor R with respect to the forging raw material W (weight of the rotor R / weight x100 of the forging raw material W) was 82.9%.
〔실시예 2〕EXAMPLE 2
표 1에 나타낸 바와 같이, 잉여 두께부(5)(6)의 파단 길이(D3)(D4)를 「0」으로 설정한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 로터(R)를 제작했다.As shown in Table 1, the rotor R was produced similarly to the said Example 1 except having set the breaking length D3 (D4) of the excess thickness part 5 (6) to "0".
〔비교예 1〕[Comparative Example 1]
표 1에 나타낸 바와 같이, 잉여 두께부(5)(6)의 파단 길이(D3)(D4)를 「-2mm」로 설정한 것 이외에는, 상기 실시예와 마찬가지로 로터(R)를 제작했다.As shown in Table 1, the rotor R was produced similarly to the said Example except having set the breaking length D3 (D4) of the excess thickness part 5 (6) to "-2mm."
〔비교예 2〕[Comparative Example 2]
표 1에 나타낸 바와 같이, 잉여 두께부(5)(6)의 파단 길이(D3)(D4)를 「-2mm」로 설정하고, 잉여 두께부 외주의 클리어런스(D5)(D6)를 「2mm」로 설정한 것 이외에는, 상기 실시예와 마찬가지로 로터(R)를 제작했다.As shown in Table 1, the fracture lengths D3 and D4 of the
〔평가〕〔evaluation〕
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 2의 제법에서는, 단조 가공시에, 잉여 두께부(5)(6)가 부주의하게 파단되거나 탈락되는 일이 없어, 정체되지 않고 가공할 수 있었다.As shown in Table 1, in the manufacturing method of Example 1, 2, at the time of a forging process, the
또한 실시예 1, 2의 제법에서는, 펀칭 가공 후(잉여 두께부 제거 후)에 있어서의 파단면이 작고, 또한 파단 자국(파단면)이, 센터 구멍(3) 및 베인 홈(4)의 내부에 형성되어 있었다. 따라서, 파단 자국을 마무리 가공하지 않아도 전혀 문제는 없다고 사료된다.In addition, in the manufacturing method of Example 1, 2, the fracture surface after a punching process (after removing the excess thickness part) is small, and the fracture mark (rupture surface) is the inside of the
이에 반해, 비교예 1의 제법에서는, 단조 가공시에 잉여 두께부(5)(6)가 부주의하게 파단되어 버려 원활하게 가공할 수 없었다.On the other hand, in the manufacturing method of the comparative example 1, the excess thickness part 5 (6) was inadvertently broken at the time of forging, and it could not process smoothly.
또한 비교예 2의 제법에서는, 펀칭 가공 후에 있어서의 파단면이 크고, 게다가 파단 자국(파단면)이 외부로 돌출되도록 배치되어 있었다. 따라서 실제로 사용하는 경우에는, 이 파단 자국을 마무리 가공에 의해 제거할 필요가 있다고 사료된다.Moreover, in the manufacturing method of the comparative example 2, the fracture surface after a punching process was large, and also the fracture mark (rupture surface) was arrange | positioned so that it might protrude outside. Therefore, in actual use, it is considered that this breaking mark needs to be removed by finishing.
〔시험예 1 내지 7〕[Test Examples 1 to 7]
센터 구멍(3)측의 곡률 반경(r3)(r3a)이, 표 2에 나타낸 값으로 되도록 조정한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 조건에서 로터를 제작했다. 그리고 내측 버, 볼록 버(도 26 참조)에 대한 평가를 행했다. 그 결과를 표 2에 함께 나타낸다.The rotor was produced on the same conditions as the said Example 1 except having adjusted so that the curvature radius r3 (r3a) of the
상기 표로부터 명백해진 바와 같이, 곡률 반경(r3)(r3a)을 특정의 값으로 조정한 것은 내측 버 및 볼록 버의 상태가 안정되어 있었다.As apparent from the above table, adjusting the curvature radius r3 (r3a) to a specific value stabilized the states of the inner burrs and the convex burrs.
또한 베인 홈(4)측의 곡률 반경(r4)(r4a)에 대해서도, 상기와 마찬가지의 시험을 행한 결과, 마찬가지의 평가를 얻을 수 있었다.Moreover, similar test was also obtained about the curvature radius r4 (r4a) by the side of the
본원은 2008년 6월 24일자로 출원된 일본 특허 출원의 일본 특허 출원 제2008-164327호, 및 2009년 3월 2일자로 출원된 일본 특허 출원의 일본 특허 출원 제2009-47963호의 우선권 주장을 수반하는 것이며, 그 개시 내용은 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.This application is accompanied by priority claims of Japanese Patent Application No. 2008-164327 of Japanese Patent Application, filed June 24, 2008, and Japanese Patent Application No. 2009-47963 of Japanese Patent Application, filed March 2, 2009 The disclosure is constituting a part of this application as it is.
여기에 사용된 용어 및 표현은, 설명을 위해 사용된 것이며 한정적으로 해석하기 위해 사용된 것은 아니고, 여기에 개시되고 또한 설명된 특징 사항의 어떠한 균등물도 배제하는 것은 아니고, 본 발명의 클레임된 범위 내에 있어서의 각종 변형도 허용하는 것이라고 인식되어야만 한다.The terms and phrases used herein are for the purpose of description and not of limitation, and do not exclude any equivalents of the features disclosed and described herein, but are intended to be within the scope of the claimed subject matter. It should be recognized that various modifications in the same are also allowed.
본 발명은, 많은 서로 다른 형태로 구현화될 수 있는 것이지만, 이 개시는 본 발명의 원리의 실시예를 제공하는 것으로 간주되어야 하며, 그들 실시예는, 본 발명을 여기에 기재하고 또한/또는 도시한 바람직한 실시 형태에 한정되는 것을 의도하는 것은 아니라는 이해를 바탕으로, 많은 도시 실시 형태가 여기에 기재되어 있다.While the present invention can be embodied in many different forms, this disclosure should be considered to provide an embodiment of the principles of the invention, which examples illustrate and / or illustrate the invention herein. Many illustrative embodiments are described herein with the understanding that they are not intended to be limited to the preferred embodiments.
본 발명의 도시 실시 형태를 몇 개 여기에 기재했지만, 본 발명은, 여기에 기재한 각종의 바람직한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 이 개시에 기초하여 소위 당업자에 의해 인식될 수 있는 균등한 요소, 수정, 삭제, 조합(예를 들어, 각종 실시 형태에 관한 특징의 조합), 개량 및/또는 변경을 갖는 모든 실시 형태도 포함하는 것이다. 클레임의 한정 사항은 그 클레임에서 사용된 용어에 기초하여 넓게 해석되어야 하며, 본 명세서 혹은 본원의 프로섹션 중에 기재된 실시예에 한정되어야 하는 것은 아니며, 그러한 실시예는 비배타적이라고 해석되어야 한다.While several illustrative embodiments of the invention have been described herein, the invention is not limited to the various preferred embodiments described herein, and equivalent elements that can be recognized by those skilled in the art based on this disclosure, It also includes all embodiments having modifications, deletions, combinations (for example, combinations of features relating to various embodiments), improvements, and / or changes. The limitations of the claims should be interpreted broadly based on the terminology used in the claims, and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein or in the sections herein, and such embodiments should be construed as non-exclusive.
본 발명의 로터의 제조 방법은 압축기 등의 로터를 제조할 때에 적용할 수 있다.The manufacturing method of the rotor of this invention can be applied when manufacturing rotors, such as a compressor.
1: 로터 소재
2: 로터부
2a: 일단부면
3: 센터 구멍(샤프트 구멍)
3a: 일단부면
4: 베인 홈
4a: 일단부면
5, 6: 잉여 두께부
5a: 폐색부
5b: 주위벽부
7: 균열
13: 블레이드부(베인 홈 형성용 형)
97, 98: 때려 넣기 펀치
D3, D4: 단부면 차
D5, D6: 직경 차
R: 로터
T5: 폐색부 두께
W: 단조 소재1: rotor material
2: rotor part
2a: one side
3: center hole (shaft hole)
3a: one side
4: vane groove
4a: one side
5, 6: excess thickness
5a: obstruction
5b: surrounding wall
7: no crack
13: Blade part (vane groove forming type)
97, 98: punching punch
D3, D4: End face difference
D5, D6: diameter difference
R: rotor
T5: occlusion thickness
W: forged material
Claims (21)
충격 부재를 상기 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 베인 홈이 일단부측으로 개방된 로터를 얻는 잉여 두께부 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터의 제조 방법.A vane groove along the axial direction of the outer peripheral portion is formed integrally so as to swell to the one end side of the cylindrical rotor portion formed in plural at intervals in the circumferential direction and one end surface of the rotor portion, and further closes one end side of the vane groove. A forging step of obtaining a rotor material having excess thickness;
And a surplus thickness part removing step of hitting the impact member against the excess thickness part and removing the excess thickness part from the rotor part to obtain a rotor with the vane groove open to one end side.
상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서, 상기 로터 소재를 상기 균열을 따라 파단시키도록 한 로터의 제조 방법.The said forging process WHEREIN: The crack is formed between the said excess thickness part and the said rotor part in the said forging process,
The manufacturing method of the rotor which cut | disconnected the said rotor raw material along the said crack in the said excess thickness part removal process.
상기 베인 홈 형성용 형을 상기 단조 소재에 때려 넣을 때에, 상기 단조 소재의 일단부면에 있어서의 베인 홈 형성 예정부에 대응하는 영역에 배압을 부여하도록 한 로터의 제조 방법.The said forging process WHEREIN: The said forging process WHEREIN: The vane groove formation die is relatively beaten from the other end surface of the forging material of a cylindrical shape, and the said vane is spread from one end surface to the other end surface. While forming a groove,
A method for manufacturing a rotor in which a back pressure is applied to a region corresponding to a vane groove forming scheduled portion on one end surface of the forged material when the vane groove forming die is struck into the forged material.
상기 단조 가공에 있어서, 상기 로터 소재에 있어서의 상기 로터부에 축심 방향을 따르는 샤프트 구멍이 형성됨과 함께, 상기 로터부의 일단부면에, 상기 샤프트 구멍의 일단부측을 폐색하는 샤프트 구멍측 잉여 두께부가 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되고,
상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서, 샤프트 구멍측 충격 부재를 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 샤프트 구멍이 일단부측으로 개방되도록 한 로터의 제조 방법.The said excess thickness part is a vane groove side excess thickness part, The said impact member is made into the vane groove side impact member, The said any one of Claims 1-7.
In the forging process, a shaft hole along the axial center direction is formed in the rotor portion of the rotor material, and one end of the shaft hole side excess thickness that closes one end of the shaft hole on one end surface of the rotor portion. Integrally formed to swell to the side,
In the excess thickness portion removing step, the shaft hole side impact member is struck by the shaft hole side excess thickness portion and the excess thickness portion is removed from the rotor portion so that the shaft hole is opened to one end side. .
상기 샤프트 구멍 형성용 형을 상기 단조 소재에 때려 넣을 때에, 상기 단조 소재의 일단부면에 있어서의 샤프트 구멍 형성 예정부에 대응하는 영역에 배압을 부여하도록 한 로터의 제조 방법.The said forging process WHEREIN: The said forging process WHEREIN: The shaft hole formation mold is relatively beaten from the other end surface of a forging material of a cylindrical shape, and the said shaft hole is formed from one end surface to the other end surface. Meanwhile,
And a back pressure is applied to a region corresponding to a shaft hole formation scheduled portion on one end surface of the forged material when the shaft hole forming mold is struck into the forged material.
상기 단조 가공에 있어서, 상기 로터 소재에 있어서의 상기 로터부에 축심 방향을 따르는 샤프트 구멍이 형성됨과 함께, 상기 로터부의 일단부면에, 상기 샤프트 구멍의 일단부측을 폐색하는 샤프트 구멍측 잉여 두께부가 일단부측으로 팽출하도록 일체로 형성되고,
상기 잉여 두께부 제거 공정에 있어서, 샤프트 구멍측 충격 부재를 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 샤프트 구멍이 일단부측으로 개방되도록 하고,
상기 단조 가공에 의한 로터 소재에 있어서, 상기 샤프트 구멍의 일단부면이, 상기 샤프트 구멍측 잉여 두께부에 도달하지 않고, 상기 로터부의 일단부면보다도 내측에 배치되는 로터의 제조 방법.The said excess thickness part is a vane groove side excess thickness part, The said impact member is made into the vane groove side impact member, The said any one of Claims 11-15,
In the forging process, a shaft hole along the axial center direction is formed in the rotor portion of the rotor material, and one end of the shaft hole side excess thickness that closes one end of the shaft hole on one end surface of the rotor portion. Integrally formed to swell to the side,
In the excess thickness portion removing step, the shaft hole side impact member is struck by the shaft hole side excess thickness portion and the excess thickness portion is removed from the rotor portion so that the shaft hole is opened to one end side.
The rotor raw material by the said forging process WHEREIN: The manufacturing method of the rotor in which the one end surface of the said shaft hole is arrange | positioned inside the one end surface of the said rotor part, without reaching the said shaft hole side excess thickness part.
충격 부재를 상기 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 베인 홈을 일단부측으로 개방시키도록 한 것을 특징으로 하는 로터 소재의 잉여 두께부 제거 방법.A vane groove along the axial direction of the outer peripheral portion is formed integrally so as to swell to the one end side of the cylindrical rotor portion formed in plural at intervals in the circumferential direction and one end surface of the rotor portion, and further closes one end side of the vane groove. A method for removing the excess thickness of the rotor material having an excess thickness,
A method of removing excess thickness of a rotor material, wherein the impact member is caused to strike the excess thickness portion and the excess thickness portion is removed from the rotor portion to open the vane groove to one end side.
상기 로터 소재의 상기 베인 홈에 그 타단부측 개구부로부터 때려 넣어, 상기 잉여 두께부를 일단부측으로 펀칭하여 제거함으로써, 상기 잉여 두께부에 부딪쳐서, 그 잉여 두께부를 상기 로터부로부터 제거함으로써, 상기 베인 홈을 일단부측으로 개방시키는 펀칭 펀치를 구비한 것을 특징으로 하는 로터 소재의 잉여 두께부 제거 장치.A vane groove along the axial direction of the outer peripheral portion is formed integrally so as to swell to the one end side of the cylindrical rotor portion formed in plural at intervals in the circumferential direction and one end surface of the rotor portion, and further closes one end side of the vane groove. An apparatus for removing the excess thickness of the rotor material having an excess thickness,
The vane groove is punched into the vane groove of the rotor material from the other end side opening portion, and the excess thickness portion is punched out to one end side to remove the excess thickness portion from the rotor portion, thereby removing the excess thickness portion from the rotor portion. The apparatus for removing excess thickness of a rotor material, comprising a punching punch for opening the side toward one end.
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