KR20180062788A - 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법 및 마지막 블레이드의 장착 지그 - Google Patents

터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법 및 마지막 블레이드의 장착 지그 Download PDF

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Abstract

터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법은 황삭 가공 단계(ST100)와 정삭 가공 단계(ST200)를 포함한다.

Description

터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법 및 마지막 블레이드의 장착 지그{Method for manufacturing of the last blade vane of the turbine and last blade zig}
본 발명은 터빈의 라스트 머켓에 설치되는 마지막 블레이드의 가공 방법을 변경하여 치수 정밀도와 공정 단축을 도모하기 위한 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법 및 마지막 블레이드의 장착 지그에 관한 것이다.
일반적으로 가스터빈은 압축기에서 고압으로 압축된 공기에 연료를 혼합시킨 후 연소시켜 생성되는 고온, 고압의 연소 가스를 터빈에서 팽창시키면서 열에너지를 역학적 에너지로 변환하는 내연기관의 일종으로 압축기와 터빈은 로터부에서 회전력을 얻는다.
한편, 이러한 압축기 로터부와 터빈 로터부를 구성하기 위해서 외주면에 복수의 압축기 블레이드가 배열되는 복수의 압축기 로터 디스크들이 구비된다.
그리고 상기 로터 디스크들을 일체로 회동시키도록 상호간에 연결시키며, 외주면에 복수의 터빈 블레이드가 배열되는 복수의 터빈 로터 디스크를 일체로 회동하도록 상호간을 연결시키고, 이들 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크의 중심부를 관통하여 연장되는 타이볼트를 이용하여 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크를 체결하는 구성이 널리 알려져 있다.
상기 터빈 블레이드는 다수개로 구성되고, 마지막 블레이드는 이웃한 블레이드와 상이한 구조로 이루어진다. 종래에는 상기 마지막 블레이드에 대한 가공을 위해 도브테일에 대한 가공을 우선 실시하고, 황삭 가공을 실시한 후에 정삭 가공을 통해 최종 가공을 종료하였다.
그러나 상기 가공 방식은 마지막 블레이드에서 요구하는 치수를 정확히 유지하지 못하거나 기준 공차가 초과되고 이로 인해 품질 불량으로 인한 문제점이 유발되었다. 특히 45인치 이상의 길이를 갖는 블레이드에 대한 가공을 실시할 경우 곡직공정을 추가로 실시해야 하므로 추가 공정에 따른 작업량이 증가되고 가공 시간이 증가되는 문제점이 유발되었다.
대한민국등록특허 제10-1235958호
본 발명의 실시 예들은 터빈의 마지막 블레이드에 대한 가공 방법 중 황삭 가공과 정삭 가공의 세부적인 가공 단계를 변화시킨 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법 및 마지막 블레이드의 장착 지그를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법은 터빈의 라스트 버켓에 장착되는 마지막 블레이드에 대한 가공을 위해 상기 마지막 블레이드에 형성된 보스 또는 팁(Tip)에서 루트부에 이르는 구간에 대한 가공을 실시하는 1차 황삭 가공 단계(ST110)와, 상기 마지막 블레이드의 미 가공된 잔여 부분에 대한 가공을 실시하는 2차 황삭 가공 단계(ST120)를 포함하는 황삭 가공 단계(ST100); 및 상기 마지막 블레이드에 대한 황삭 가공이 이루어진 후에 슈라우드에 대한 가공을 실시하는 제1 정삭 가공 단계(ST210)와, 상기 보스 또는 보스 주변에 대한 가공이 이루어지는 제2 정삭 가공 단계(ST220)와, 상기 루트부 또는 루트부 주변에 대한 가공을 실시하는 제3 정삭 가공 단계(ST230)를 포함하는 정삭 가공 단계(ST200)에 의해 가공이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 황삭 가공 단계(ST100)는 상기 1차 황삭 가공 단계(ST110) 이전에 상기 루트부에서부터 슈라우드에 이르는 부위에 대한 덧살을 제거하는 덧살 가공 단계(ST50)가 우선 시행될 수 있다.
상기 덧살 가공 단계(ST50)는 상기 루트부와 가장자리에 형성된 덧살을 제거하는 제1 덧살 제거 단계(ST52); 상기 마지막 블레이드의 팁(TIP) 부위에 형성된 덧살을 제거하는 제2 덧살 제거 단계(ST54)를 포함한다.
상기 1차 황삭 가공 단계(ST110)는 상기 보스가 위치된 전면과 후면에 대한 황삭 가공을 실시하는 보스 황삭 가공 단계(ST120); 상기 마지막 블레이드의 팁에서 루트부 구간에 이르는 후면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공을 실시하는 제1 아웃 사이드 황삭 가공 단계(ST114); 상기 마지막 블레이드의 팁에서 루트부 구간에 이르는 전면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공을 실시하는 제1 인사이드 황삭 가공 단계(ST116)를 포함한다.
상기 1차 황삭 가공 단계(ST110)가 실시된 이후에 상기 루트부의 전면에서 증기의 입출구가 형성될 위치에 잔존하는 덧살을 제거하는 제3 덧살 제거 단계(ST118)를 더 포함한다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 마지막 블레이드의 팁에서 보스 방향으로 황삭 가공이 이루어지는 제1 추가 황삭 가공 단계(ST122)를 더 포함한다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 보스부 주변에 잔존하는 덧살을 제거하는 제4 덧살 제거 단계(ST124)를 더 포함한다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 마지막 블레이드의 보스에서 루트부 방향으로 황삭 가공이 이루어지는 제2 추가 황삭 가공 단계(ST126)를 더 포함한다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 마지막 블레이드의 전면과 후면에 위치된 보스에 대해 각각 황삭 가공이 추가로 실시되는 제3 추가 보스 황삭 가공 단계(ST128)를 더 포함한다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 보스 하측에서 상기 루트를 향해 추가로 황삭 가공을 실시하는 제4 추가 황삭 가공 단계(ST129)를 더 포함한다.
상기 제1 정삭 가공 단계(ST210)는 상기 슈라우드의 높이 방향으로 정삭 가공이 이루어지는 제1 추가 정삭 가공 단계(ST212); 상기 슈라우드의 모서리 부위를 라운드 지게 정삭 가공이 이루어지는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST214); 상기 슈라우드의 테두리에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST216)를 포함한다.
상기 제1 정삭 가공 단계(ST120)는 상기 블레이드와 연결되는 슈라우드 부위에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제4 추가 정삭 가공 단계(ST218)를 더 포함한다.
상기 제1 정삭 가공 단계(ST210)가 이루어진 이후에 상기 슈라우드의 라운드 진 부위 및 테두리 부분에 대한 정삭 가공을 추가로 실시하는 제5 추가 정삭 가공 단계(ST219)를 더 포함한다.
상기 제2 정삭 가공 단계(ST220)는 상기 보스의 외형을 형성하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제1 추가 정삭 가공 단계(ST221); 상기 보스의 돌출된 부분에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST222); 상기 보스의 전면과 후면에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST223); 상기 보스의 최종 형태를 가공하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제4 추가 정삭 가공 단계(ST224)를 포함한다.
상기 제2 정삭 가공이 실시된 후에 상기 보스와 상기 루트부 사이에 추가 정삭 가공을 실시하는 제5 추가 정삭 가공 단계(ST225)를 더 포함한다.
상기 제3 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부의 전면과 후면에 잔존하는 덧살을 제거하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제 1 추가 정삭 가공 단계(ST232)를 더 포함한다.
상기 제3 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부와 연결되는 연결 부위 또는 라운드 진 부위에 대한 정삭 가공 가공을 실시하는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST234)를 더 포함한다.
상기 제2 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부와 연결된 가장자리에 대한 정삭 가공을 실시하는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST236)를 더 포함한다.
상기 황삭 가공과 정삭 가공이 이루어진 후에 도브테일에 대한 가공을 실시하는 도브테일 가공 단계를 더 포함한다.
터빈의 라스트 버켓에 장착되는 마지막 블레이드에 대한 장착 지그에 있어서, 상기 장착 지그는 가공 장비의 장착부와 결합되는 지그 바디의 후면에 형성된 제1 마운팅 부; 상기 마지막 블레이드가 상기 지그 바디의 전면에 위치되었을 때 상기 마지막 블레이드의 전면과 후면을 고정하기 위해 상기 지그 바디의 전면에 구비된 제1 고정부; 상기 마지막 블레이드의 측면을 고정하기 위해 상기 지그 바디의 측면에 위치된 제2 고정부를 포함한다.
상기 제1 마운팅 부는 상기 지그 바디의 후면을 기준으로 중앙에 개구된 제1 결합 홀; 상기 제1 결합 홀을 동심원으로 방사 형태로 원주 방향에 다수 개가 배치된 제2 결합 홀을 포함한다.
상기 제1 결합 홀은 상기 제2 결합 홀 보다 직경이 크게 개구된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 고정부는 상기 지그 바디의 전면 상부에 위치된 제1 결합 볼트 유닛; 상기 제1 결합 볼트 유닛과 마주보며 하측에 위치된 제2 결합 볼트 유닛을 포함한다.
상기 제2 고정부는 상기 지그 바디의 전면에서 전방을 향해 수직으로 절곡된 절곡부의 외측에서 결합되는 제3 결합 볼트 유닛을 통해 상기 마지막 블레이드에 대한 고정이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 지그 바디는 상기 제1 결합 홀이 상기 지그 바디의 전면까지 개구되고, 상기 제1 결합 홀을 기준으로 서로 마주보며 수평 방향으로 이격되며 상기 마지막 블레이드를 향해 돌출된 가이드 핀이 구비된다.
본 발명의 실시 예들은 대형 길이를 갖는 블레이드에 대한 가공을 실시할 때 정확한 가공 공차로 제작이 가능해지고, 곡직공정이 불필요하여 제작공정이 단축될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 균일한 가공 품질이 유지되어 블레이드 가공에 따른 제품의 품질성이 향상되고 작업자의 작업성과작업 속도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터빈의 마지막 블레이드 베인의 황삭 가공를 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터빈의 마지막 블레이드 베인의 정삭 가공 단계를 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 황삭 가공 방법에 의해 마지막 블레이드에서 가공 위치를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정삭 가공 방법에 의해 마지막 블레이드에서 가공 위치를 도시한 도면.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 장착 지그를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 장착 지그에 마지막 블레이드가 고정된 상태로 공장 기계에 의해 가공이 이루어지는 상태를 도시한 도면.
본 발명의 일 실시 예에 따른 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터빈의 마지막 블레이드 베인의 황삭 가공를 도시한 순서도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터빈의 마지막 블레이드 베인의 정삭 가공 단계를 도시한 순서도이다. 또한 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 황삭 가공 방법에 의해 마지막 블레이드에서 가공 위치를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정삭 가공 방법에 의해 마지막 블레이드에서 가공 위치를 도시한 도면이다.
첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예는 45인치 이상의 길이를 갖는 블레이드에 관한 것으로 터빈에 장착되는 마지막 블레이드에 대한 가공 방법에 관한 것이다.
특히 본 실시 예는 가공에 따른 제작 공차를 안정적으로 유지하고, 불필요한 제작 공정을 축소하여 신속한 가공을 수행하며, 불필요한 곡직공정을 실시하지 않아도 되므로 작업성도 동시에 향상시키고자 한다.
이를 위해 본 발명은 터빈의 라스트 버켓에 장착되는 마지막 블레이드(100)에 대한 가공을 위해 상기 마지막 블레이드에 형성된 보스(130) 또는 팁(Tip)(120)에서 루트부(110)에 이르는 구간에 대한 가공을 실시하는 1차 황삭 가공 단계(ST110)와, 상기 마지막 블레이드의 미 가공된 잔여 부분에 대한 가공을 실시하는 2차 황삭 가공 단계(ST120)를 포함하는 황삭 가공 단계(ST100); 및 상기 마지막 블레이드에 대한 황삭 가공이 이루어진 후에 슈라우드(102)에 대한 가공을 실시하는 제1 정삭 가공 단계(ST210)와, 상기 보스 또는 보스 주변에 대한 가공이 이루어지는 제2 정삭 가공 단계(ST220)와, 상기 루트부 또는 루트부 주변에 대한 가공을 실시하는 제3 정삭 가공 단계(ST230)를 포함하는 정삭 가공 단계(ST200)에 의해 가공이 이루어진다.
상기 마지막 블레이드(100)에 대한 황삭 가공은 정삭 가공을 실시하기 이전에 불필요하게 잔존하는 덧살 또는 보스(130)와 슈라우드(102)의 형태를 가공하기 위한 작업으로 정확한 치수에 따른 가공이 이루어지는 정삭 가공 이전에 시행된다.
덧살 가공(ST50)은 상기 1차 황삭 가공 단계(ST110) 이전에 상기 루트부(110)에서부터 슈라우드(102)에 이르는 구간에 대한 덧살을 제거하는 가공이 우선 시행된다.
상기 덧살 가공(ST50)은 상기 루트부(110)에서부터 슈라우드(102)에 이르는 구간에 형성된 덧살을 제거하는 제1 덧살 제거 단계(ST52)(도 4의 A위치)와, 상기 마지막 블레이드의 팁(TIP)(120) 부위에 형성된 덧살을 제거하는 제2 덧살 제거 단계(ST54)(도 4의 B위치)를 포함한다. 상기 A 내지 B는 블레이드(100)에서 황삭 가공이 이루어지는 위치를 표시한 것으로 후술되는 부분에서도 알파벳으로 계속해서 표시하기로 한다.
상기 루트부(110)에서부터 슈라우드(102)에 이르는 구간에 형성된 덧살은 별도의 작업 공구를 통해 제거되고, 상기 구간에는 증기의 유입을 위한 증기 유입구와 증기 유출구가 후 가공될 위치에 형성된 덧살이 우선 제거된다.
상기 덧살은 정확한 치수 가공이 이루어지는 정삭 가공이 실시되기 이전에 황상 가공 단계에서 특정 치수로 선 가공된다.
또한 슈라우드(102)의 하측에 잔존하는 덧살을 제거하여(ST54) 오목한 형태로 황삭 가공이 이루어진다.
상기 1차 황삭 가공 단계(ST110)는 상기 보스(130)가 위치된 전면과 후면에 대한 황삭 가공을 실시하는 보스 황삭 가공 단계(ST112)(도 4의 C위치)와, 상기 마지막 블레이드의 팁(120)에서 루트부(110) 구간에 이르는 후면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공을 실시하는 제1 아웃 사이드 황삭 가공 단계(ST114)(도 4의 D위치)와, 상기 마지막 블레이드의 팁(120)에서 루트부(110) 구간에 이르는 전면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공을 실시하는 제1 인사이드 황삭 가공 단계(ST116)(도 4의 E위치)를 포함한다.
상기 보스(130)는 마지막 블레이드(100)의 길이가 45인치 이상의 길이로 연장되고, 상기 길이로 연장된 마지막 블레이드가 회전되면서 길이 방향 중 특정 위치에서 떨림이 발생되는 것을 방지하기 위해 구비된다.
상기 보스(130)는 마지막 블레이드(100)의 전면과 후면에서 각각 외측으로 돌출된다. 상기 보스(130)에 대한 황삭 가공은 블레이드(100)의 전면에 대한 황삭 가공과 후면에 대한 황삭 가공을 통해 전면과 후면에 규정된 치수로 가공이 이루어진다(ST112).
그리고 제1 아웃 사이드 황삭 가공은 공구에 의해 블레이드의 팁(120)에서 루트부(110) 구간에 이르는 후면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공(ST114)이 실시된다. 상기 구간은 정삭 가공이 이루어지기 전에 규정된 치수로 황삭 가공이 이루어져 후술할 정삭 가공에서 설계치와 동일하게 가공된다.
또한 제1 인사이드 황삭 가공은 블레이드(100)의 팁(120)에서 루트부(110) 구간에 이르는 전면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공(ST116)이 실시되는데, 상기 블레이드(100)의 옆날에 해당되는 부위에 대한 황삭 가공이 이루어진다.
상기 위치는 증기의 안정적인 이동을 위해 규정된 치수로 황삭 가공되는 것이 바람직 하며, 블레이드(100)의 특정 위치에 대한 가공을 통해 정삭 가공 이전에 규정 치수로 정확한 가공을 안정적으로 실시할 수 있다.
상기 1차 황삭 가공 단계(ST110)가 실시된 이후에는 상기 루트부(110)의 전면에서 증기의 입출구가 형성될 위치에 잔존하는 덧살을 제거하는 제3 덧살 제거 단계(ST118)(F위치)가 실시된다. 상기 위치는 루트부(110)의 상측으로 불필요한 덧살을 별도의 공구를 통해 화살표 방향으로 가공이 이루어진다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 마지막 블레이드(100)의 팁(120)에서 보스(130) 방향으로 황삭 가공이 이루어지는 제1 추가 황삭 가공 단계(ST122)(G위치)가 실시된다. 추가 황삭은 전술한 구간에 추가적으로 덧살이 존재할 경우 불필요한 부분에 해당되므로 제거된다.
또한 루트부(110)에 추가적인 황삭 가공을 통해 불필요한 덧살이 제거될 수 있다.
본 실시 예는 보스(130) 주변에 잔존하는 덧살을 제거하기 위해 제4 덧살 제거(ST124)(H위치)가 실시된다. 상기 단계는 돌출된 보스(130)에 대한 형태를 정삭 가공에서 작업하기 이전에 규정된 황삭 가공 치수에 맞게 실시하기 위해 시행된다.
보스(130)는 돌출되어 있어 한 번의 황삭 가공으로 원하는 치수로 가공하기가 어려울 수 있다. 본 발명의 다수의 황삭 가공을 통해 정삭 가공이 이루어지기 이전에 전체적인 형태와 상기 보스(130)의 라운드진 형태 및 주변에 대한 치수를 규정된 황삭 치수로 정확하게 가공을 실시할 수 있어 치수 정밀도가 향상될 수 있다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 마지막 블레이드(100)의 보스부(130)에서 루트부(110) 방향으로 황삭 가공이 이루어지는 제2 추가 황삭 가공 단계(ST126)(I위치)가 실시된다. 상기 가공은 보스부(130)에서 루트부(110)에 이르는 구간에 잔존하는 덧살이 규정된 치수로 제거된다.
상기 위치는 보스(130)와 인접해 있으므로 상기 보스(130)에 대한 황삭 가공이 우선 적으로 이루어진 후에 주변 위치에 대한 가공이 후 가공된다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 마지막 블레이드(100)의 전면과 후면에 위치된 보스(130)에 대해 각각 황삭 가공이 추가로 실시되는 제3 추가 보스 황삭 가공 단계(ST128)(J위치)가 실시된다.
상기 가공은 블레이드(100)의 전면과 후면에 돌출된 보스(130)에 대한 황삭 가공을 통해 정삭 가공 전에 황삭 가공에 정해진 규정 치수로 가공을 실시할 수 있다.
상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 보스(130) 하측에서 상기 루트부(110)를 향해 추가로 황삭 가공을 실시하는 제4 추가 황삭 가공 단계(ST129)(K위치)가 실시된다.
상기 가공은 보스(130)에서 루트부(110)에 이르는 구간에 대한 추가 황삭 가공을 통해 규정 치수로 가공할 수 있어 치수 오차로 인한 문제점을 최소화 할 수 있다.
첨부된 도 3 또는 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 의한 마지막 블레이드(100)는 전술한 황삭 가공을 통해 항상 가공에서 요구하는 치수로 정확하게 가공이 이루어진 후에 정삭 가공이 실시된다.
일 예로 정삭 가공(ST200) 중 제1 정삭 가공 단계(ST210)는 상기 슈라우드(102)의 높이 방향으로 정삭 가공이 이루어지는 제1 추가 정삭 가공 단계(ST212)(도 5의a 위치)와, 상기 슈라우드(102)의 모서리 부위를 라운드 지게 정삭 가공이 이루어지는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST214)(도 5의 b위치)와, 상기 슈라우드의 테두리에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST216)(도 5의 c위치)가 실시된다. 상기 a 내지 c는 블레이드(100)에서 정삭 가공이 이루어지는 위치를 표시한 것으로 후술되는 부분에서도 알파벳으로 계속해서 표시하기로 한다.
상기 제1 정삭 가공 단계(ST210)는 상기 블레이드(100)와 연결되는 슈라우드(102) 부위에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제4 추가 정삭 가공 단계(ST218)(d위치)를 더 포함한다.
상기 슈라우드(102)는 블레이드(100)와 라운드 지게 연결되므로 정삭 가공에서 요구하는 치수로 정확하게 가공해야 저항 발생이 최소화 되며 전술한 황삭 가공 단계에서 가공된 설계 치수에서 정삭 가공이 추가로 실시되면서 설계치에서 요구되는 규정 치수로 정확하게 가공이 이루어진다.
슈라우드(102)는 팁(120)과 인접한 위치에 해당되며, 상기 제4 추가 정삭은 가공 치수에 맞춰 슈라우드(102)와 연결되는 블레이드(100)의 연결 부위에 대한 가공이 이루어진다.
제1 정삭 가공 단계(ST210)가 이루어진 이후에 상기 슈라우드(102)의 라운드 진 부위 및 테두리 부분에 대한 정삭 가공을 추가로 실시하는 제5 추가 정삭 가공 단계(ST219)(e위치)가 실시된다. 상기 위치는 라운드진 형태에 해당되므로 위치에 따라 정확한 정삭 가공 치수로 가공이 이루어져 치수 정밀도가 향상될 수 있다.
또한 상기 슈라우드(102)와 상기 보스(130) 구간에 대한 정삭 가공이 추가로 실시되어 상기 구간에서 정 치수로 가공이 안정적으로 이루어질 수 있다(f 위치에 해당됨).
제2 정삭 가공 단계(ST220)는 상기 보스(130)의 외형을 형성하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제1 추가 정삭 가공 단계(ST221)(h위치)와, 상기 보스(130)의 돌출된 부분에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST222)(i위치)와, 상기 보스(130)의 전면과 후면에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST223)(j위치)와, 상기 보스의 최종 형태를 가공하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제4 추가 정삭 가공 단계(ST224)(k위치)를 포함한다.
상기 제1 추가 정삭 가공은 보스(130)의 주변에 대한 정삭에 해당되고, 상기 제2 추가 정삭 가공은 보스(130)의 돌출된 주변에서 라운드진 부위 또는 수평 방향 또는 수직 방향으로 정삭 가공이 이루어진다. 보스(130)는 돌출되어 있으므로 한 번에 정삭 가공으로 최종 치수가 가공되지 않고 전술한 정삭 가공을 통해 규정 치수로 정확하게 가공 될 수 있다.
제3 추가 정삭 가공은 블레이드(100)의 전면과 후면으로 돌출된 보스(130)에 대해 각각 전면과 후면 방향에서 정삭 가공이 이루어지므로 상기 방향에 대한 정확한 치수로 가공이 이루어진다.
제4 추가 가공은 보스(130)의 형태에 대한 최종 가공으로 돌출된 부위와 라운드 진 부위 및 연결 부위에 대한 전체적인 정삭 가공이 실시된다.
상기 제2 정삭 가공이 실시된 후에 상기 보스(130)와 상기 루트부(110) 사이에 추가 정삭 가공을 실시하는 제5 추가 정삭 가공 단계(ST225)(L위치)가 실시된다. 상기 가공 중 도면의 L1으로 도시된 위치에서는 길이가 짧은 공구가 사용되고, L2로 도시된 위치에서는 길이가 길게 연장된 공구가 사용된다.
제3 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부(110)의 전면과 후면에 잔존하는 덧살을 제거하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제 1 추가 정삭 가공 단계(ST232)(m, n 위치)를 더 포함한다.
루트부(110)는 m위치와 n위치에 대한 정삭 가공을 실시하되, 전면과 후면에 대해 각각 정삭 가공을 실시하여 잔존하는 덧살을 정확하게 제거할 수 있다. 황삭 가공 과정에서 대부분의 덧살이 제거되나 전술한 위치에서는 정삭 가공을 통해 설계 치수로 정확하게 덧살이 제거될 수 있어 정확도가 향상된다.
상기 제3 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부와 연결되는 연결 부위 또는 라운드 진 부위에 대한 정삭 가공 가공을 실시하는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST234)(o위치)를 더 포함한다. 상기 위치는 도면 기준으로 좌우 상하 위치로 라운드지게 가공해야 하므로 정밀한 치수로 정삭 가공이 이루어진다.
상기 제2 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부와 연결된 가장자리에 대한 정삭 가공을 실시하는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST236)(P위치)를 더 포함한다. 상기 정삭 가공은 루트부(110)와 연결된 가장자리 위치에 대한 정삭 가공이 이루어지고, 추가적으로 라운드진 부분에 대한 정삭 가공도 함께 실시된다.
또한 루트부(110)의 테두리 부분에 대한 정삭 가공도 추가로 실시되므로 정확한 치수로 정삭 가공이 이루어질 수 있다.
상기 황삭 가공과 정삭 가공이 이루어진 후에 도브테일에 대한 가공을 실시하는 도브테일 가공 단계(ST300)를 더 포함한다.
터빈의 라스트 버켓에 장착되는 마지막 블레이드에 대한 장착 지그에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시 예에 의한 장착 지그(200)는 가공 장비(10)의 장착부(12)와 결합되는 지그 바디(202)의 후면에 형성된 제1 마운팅 부(210)와, 상기 마지막 블레이드가 상기 지그 바디(202)의 전면에 위치되었을 때 상기 마지막 블레이드의 전면과 후면을 고정하기 위해 상기 지그 바디(202)의 전면에 구비된 제1 고정부(220)와, 상기 마지막 블레이드의 측면을 고정하기 위해 상기 지그 바디(202)의 측면에 위치된 제2 고정부(230)를 포함한다.
상기 가공 장비(10)는 일 예로 공작 기계(밀링 머신)가 사용되며, 상기 장착부(12)에 장착 지그(200)가 우선 결합된 후에 마지막 블레이드가 상기 장착 지그(200)에 결합되면 가공이 실시된다.
상기 장착 지그(200)는 전면에 제1 고정부(220)와 제2 고정부(230)가 구비되고, 후면에는 제1 마운팅 부(210)가 형성된다.
상기 제1 마운팅 부(210)는 상기 지그 바디(202)의 후면을 기준으로 중앙에 개구된 제1 결합 홀(212)과, 상기 제1 결합 홀(212)을 동심원으로 방사 형태로 원주 방향에 다수 개가 배치된 제2 결합 홀(214)을 포함한다.
상기 제1 결합 홀(212)은 마지막 블레이드가 장착 지그(200)에 고정될 때 정확하게 장착된 위치를 고정하기 위해 형성된다. 상기 제1 결합 홀(212)에는 볼트 또는 바가 삽입되는데, 상기 볼트는 상기 장착 지그(200)를 경유하여 상기 장착부(12)에 최종 고정된다. 따라서 상기 볼트가 상기 제1 결합 홀(212)에 안정적으로 고정될 경우 상기 마지막 블레이드는 공작 기계를 통해 가공이 이루어지는 동안 이탈되지 않고 정 위치에 고정된 상태가 안정적으로 유지된다.
또한 상기 제2 결합 홀(214)은 상기 제1 결합 홀(212)과 마찬가지로 해당 직경과 대응되는 다수개의 볼트 또는 바가 삽입된다.
상기 제2 결합 홀(214)은 제1 결합 홀(212)을 동심원으로 원주 방향에 다수개가 방사 형태로 배치되어 있으므로 상기 제2 결합 홀(214)에 각각 볼트가 결합될 경우 마지막 블레이드가 가공되면서 전면 또는 후면 및 측면에 대해 툴 가공이 이루어지면서 하중이 특정 방향에서 가해질 경우에도 상기 마지막 블레이드에 대한 고정이 안정적으로 유지된다.
본 실시 예에 의한 제1 결합 홀(212)은 상기 제2 결합 홀(214) 보다 직경이 크게 개구된다. 상기 제1 결합 홀(212)은 대구경으로 형성되고, 결합되는 볼트 또한 이와 대응되는 직경으로 형성되므로 원주 방향에 형성된 제2 결합 홀(214)은 직경이 작아도 고정에 따른 지지력이 저하되지 않으므로 위와 같이 구성된다.
상기 제1 고정부(220)는 상기 지그 바디(202)의 전면 상부에 위치된 제1 결합 볼트 유닛(224)와, 상기 제1 결합 볼트 유닛(224)과 마주보며 하측에 위치된 제2 결합 볼트 유닛(226)을 포함한다.
상기 제1 결합 볼트 유닛(224)은 지그 바디(202)의 전면에서 전방으로 돌출된 지그 플레이트(224a)에 수직으로 직교하고, 도면 기준으로 상기 지그 플레이트(224a)에 상부에서 하부로 삽입된 제1 볼트(224b)를 포함한다.
상기 제1 볼트(224b)는 마지막 블레이드의 후면에 대한 고정을 위해 구비되고 복수 개로 이루어지므로, 상기 마지막 블레이드의 후면에 대한 고정을 안정적으로 실시할 수 있다.
상기 제2 결합 볼트 유닛(226)은 지그 바디(202)의 전면에서 전방으로 돌출된 지그 플레이트(226a)에 수직으로 직교하고, 도면 기준으로 상기 지그 플레이트(226a)에 하부에서 상부로 삽입된 제2 볼트(226b)를 포함한다.
상기 제2 볼트(226b)는 마지막 블레이드의 전면에 대한 고정을 위해 구비되고 복수 개로 이루어지므로, 상기 마지막 블레이드의 전면에 대한 고정을 안정적으로 실시할 수 있다.
상기 제2 고정부(230)는 상기 지그 바디(202)의 전면에서 바라볼 때 좌측과 우측 위치에서 전방을 향해 수직으로 절곡된 절곡부(231)의 외측에서 결합되는 제3 결합 볼트 유닛(232)을 통해 상기 마지막 블레이드에 대한 고정이 이루어진다.
상기 제2 고정부(230)는 마지막 블레이드의 증기가 유입되는 유입구와 증기가 배출되는 유출구가 형성될 위치에서 고정을 위해 구비된다.
상기 제3 결합 볼트 유닛(232)은 전술한 제2 볼트(226b)와 유사하게 구성되고, 복수개의 볼트로 이루어진다.
상기 지그 바디(202)는 상기 제1 결합 홀(212)이 상기 지그 바디(202)의 전면까지 개구되고, 상기 제1 결합 홀(212)을 기준으로 서로 마주보며 수평 방향으로 이격되며 상기 마지막 블레이드를 향해 돌출된 가이드 핀(202a)이 구비된다.
상기 가이드 핀(202a)은 전술한 소정의 길이로 전방을 향해 돌출되고 전술한 제1 결합 홀(212)에 삽입된 볼트와 함께 마지막 블레이드의 내측으로 결합되어 안정적인 고정을 유지할 수 있다.
첨부된 도 9를 참조하면, 이와 같이 장착 지그(200)에 고정된 마지막 블레이드는 공작기계를 통해 가공이 이루어질 경우 다양한 방향에서 가공이 실시되는 경우에도 고정된 상태가 안정적으로 유지되므로 정확한 치수로 가공을 실시할 수 있다.
따라서 마지막 블레이드는 설계 치수에 맞춰 황삭 가공과 정삭 가공이 정확하게 실시될 수 있어 가공 작업이 모두 종료된 이후에는 상기 장착 지그(200)에서 마지막 블레이드를 분리하면 작업이 종료된다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 마지막 블레이드
102 : 슈라우드
110 : 루트부
120 : 팁
130 : 보스

Claims (25)

  1. 터빈의 라스트 버켓에 장착되는 마지막 블레이드에 대한 가공을 위해 상기 마지막 블레이드에 형성된 보스 또는 팁(Tip)에서 루트부에 이르는 구간에 대한 가공을 실시하는 1차 황삭 가공 단계(ST110)와, 상기 마지막 블레이드의 미 가공된 잔여 부분에 대한 가공을 실시하는 2차 황삭 가공 단계(ST120)를 포함하는 황삭 가공 단계(ST100); 및
    상기 마지막 블레이드에 대한 황삭 가공이 이루어진 후에 슈라우드에 대한 가공을 실시하는 제1 정삭 가공 단계(ST210)와, 상기 보스 또는 보스 주변에 대한 가공이 이루어지는 제2 정삭 가공 단계(ST220)와, 상기 루트부 또는 루트부 주변에 대한 가공을 실시하는 제3 정삭 가공 단계(ST230)를 포함하는 정삭 가공 단계(ST200)에 의해 가공이 이루어지는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 황삭 가공 단계(ST100)는 상기 1차 황삭 가공 단계(ST110) 이전에 상기 루트부에서부터 슈라우드에 이르는 부위에 대한 덧살을 제거하는 덧살 가공 단계(ST50)가 우선 시행되는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 덧살 가공 단계(ST50)는 상기 루트부와 가장자리에 형성된 덧살을 제거하는 제1 덧살 제거 단계(ST52);
    상기 마지막 블레이드의 팁(TIP) 부위에 형성된 덧살을 제거하는 제2 덧살 제거 단계(ST54)를 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 1차 황삭 가공 단계(ST110)는 상기 보스가 위치된 전면과 후면에 대한 황삭 가공을 실시하는 보스 황삭 가공 단계(ST120);
    상기 마지막 블레이드의 팁에서 루트부 구간에 이르는 후면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공을 실시하는 제1 아웃 사이드 황삭 가공 단계(ST114);
    상기 마지막 블레이드의 팁에서 루트부 구간에 이르는 전면에서 증기의 입출구에 대한 황삭 가공을 실시하는 제1 인사이드 황삭 가공 단계(ST116)를 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 1차 황삭 가공 단계(ST110)가 실시된 이후에 상기 루트부의 전면에서 증기의 입출구가 형성될 위치에 잔존하는 덧살을 제거하는 제3 덧살 제거 단계(ST118를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 마지막 블레이드의 팁에서 보스 방향으로 황삭 가공이 이루어지는 제1 추가 황삭 가공 단계(ST122)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 보스 주변에 잔존하는 덧살을 제거하는 제4 덧살 제거 단계(ST124)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 마지막 블레이드의 보스에서 루트부 방향으로 황삭 가공이 이루어지는 제2 추가 황삭 가공 단계(ST126)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 마지막 블레이드의 전면과 후면에 위치된 보스에 대해 각각 황삭 가공이 추가로 실시되는 제3 추가 보스 황삭 가공 단계(ST128)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 2차 황삭 가공 단계(ST120)는 상기 보스 하측에서 상기 루트를 향해 추가로 황삭 가공을 실시하는 제4 추가 황삭 가공 단계(ST129)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 정삭 가공 단계(ST210)는 상기 슈라우드의 높이 방향으로 정삭 가공이 이루어지는 제1 추가 정삭 가공 단계(ST212);
    상기 슈라우드의 모서리 부위를 라운드 지게 정삭 가공이 이루어지는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST214);
    상기 슈라우드의 테두리에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST216)를 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 정삭 가공 단계(ST120)는 상기 블레이드와 연결되는 슈라우드 부위에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제4 추가 정삭 가공 단계(ST218)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 정삭 가공 단계(ST210)가 이루어진 이후에 상기 슈라우드의 라운드 진 부위 및 테두리 부분에 대한 정삭 가공을 추가로 실시하는 제5 추가 정삭 가공 단계(ST219)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 정삭 가공 단계(ST220)는 상기 보스의 외형을 형성하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제1 추가 정삭 가공 단계(ST221);
    상기 보스의 돌출된 부분에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST222);
    상기 보스의 전면과 후면에 대한 정삭 가공이 이루어지는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST223);
    상기 보스의 최종 형태를 가공하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제4 추가 정삭 가공 단계(ST224)를 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 정삭 가공이 실시된 후에 상기 보스와 상기 루트부 사이에 추가 정삭 가공을 실시하는 제5 추가 정삭 가공 단계(ST225)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부의 전면과 후면에 잔존하는 덧살을 제거하기 위한 정삭 가공이 이루어지는 제 1 추가 정삭 가공 단계(ST232)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부와 연결되는 연결 부위 또는 라운드 진 부위에 대한 정삭 가공 가공을 실시하는 제2 추가 정삭 가공 단계(ST234)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 정삭 가공 단계(ST230)는 상기 루트부와 연결된 가장자리에 대한 정삭 가공을 실시하는 제3 추가 정삭 가공 단계(ST236)를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 황삭 가공과 정삭 가공이 이루어진 후에 도브테일에 대한 가공을 실시하는 도브테일 가공 단계를 더 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법.
  20. 터빈의 라스트 버켓에 장착되는 마지막 블레이드에 대한 장착 지그에 있어서,
    상기 장착 지그는 가공 장비의 장착부와 결합되는 지그 바디의 후면에 형성된 제1 마운팅 부;
    상기 마지막 블레이드가 상기 지그 바디의 전면에 위치되었을 때 상기 마지막 블레이드의 전면과 후면을 고정하기 위해 상기 지그 바디의 전면에 구비된 제1 고정부;
    상기 마지막 블레이드의 측면을 고정하기 위해 상기 지그 바디의 측면에 위치된 제2 고정부를 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 장착 지그.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 마운팅 부는 상기 지그 바디의 후면을 기준으로 중앙에 개구된 제1 결합 홀;
    상기 제1 결합 홀을 동심원으로 방사 형태로 원주 방향에 다수 개가 배치된 제2 결합 홀을 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 장착 지그.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 결합 홀은 상기 제2 결합 홀 보다 직경이 크게 개구된 것을 특징으로 하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 장착 지그.
  23. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 고정부는 상기 지그 바디의 전면 상부에 위치된 제1 결합 볼트 유닛;
    상기 제1 결합 볼트 유닛과 마주보며 하측에 위치된 제2 결합 볼트 유닛을 포함하는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 장착 지그.
  24. 제20 항에 있어서,
    상기 제2 고정부는 상기 지그 바디의 전면에서 전방을 향해 수직으로 절곡된 절곡부의 외측에서 결합되는 제3 결합 볼트 유닛을 통해 상기 마지막 블레이드에 대한 고정이 이루어지는 터빈의 마지막 블레이드 베인의 장착 지그.
  25. 제20 항에 있어서,
    상기 지그 바디는 상기 제1 결합 홀이 상기 지그 바디의 전면까지 개구되고, 상기 제1 결합 홀을 기준으로 서로 마주보며 수평 방향으로 이격되며 상기 마지막 블레이드를 향해 돌출된 가이드 핀이 구비된 터빈의 마지막 블레이드 베인의 장착 지그.
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