WO2004007111A1 - 枠体の製造方法及び枠体 - Google Patents
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- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/155—Making tubes with non circular section
Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a frame suitable for manufacturing a specific component such as a turbine operating device.
- a rectangular frame is provided at the outlet side of the combustion cylinder through which the combustion gas flows, that is, at the opening on the turbine side.
- the cross-sectional area of the flow path of the combustion gas is reduced by the frame.
- the thickness of the frame in the direction along the opening surface is different for each of the opposing sides constituting the rectangular shape.
- a square bar having a cross-sectional dimension equivalent to the thickest width in the direction along the opening surface of the rice frame among the sides constituting the rectangular shape of the frame to be formed is formed into a rectangular shape. And bend it. At this time, the two end faces of the square bar are butted, and then these end faces are joined by flashback welding to form a rectangular part. Then, a predetermined side of each of the sides of the rectangular part is subjected to a cutting process so as to have a predetermined thickness in a direction along the opening surface. As a result, the frame body having the different thicknesses for each of the opposing sides constituting the rectangular shape is formed.
- a method of forming the frame by cutting and cutting a flat plate is also generally known.
- a square bar is used.
- the cross-sectional area of the square bar is all uniform in the longitudinal direction, and after forming the rectangular part by bending, the thin side is cut into the side. Therefore, there was a problem that the yield was poor because of the need to perform Further, since the ratio of the number of man-hours for manufacturing the frame body to the number of man-hours for the cutting process is large, the number of man-hours for manufacturing the frame body also increases, and in conjunction with the problem of yield, there is a problem that the frame body becomes expensive. Was.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and when forming the frame, a method for manufacturing the frame and a frame capable of reducing the yield of materials and forming the frame at a lower cost.
- the purpose is to provide.
- the annular component is pressed in the radial direction and bent to form a rectangular component, and then the rectangular component is formed.
- a frame is formed by pressing into a mold and forging.
- the Glen flow can be made continuous between the respective walls constituting the frame.
- the Glen flow is continuous in the circumferential direction of the frame, and the mechanical strength against the force from the inside to the outside of the frame, particularly the creep strength, can be improved. become.
- the angle of the corners constituting the rectangular shape of the rectangular part may be smaller than the angle of the frame after the molding.
- the angle of the corners constituting the rectangular shape of the rectangular part is formed smaller than the angle of the frame body, when the rectangular part is die-forged, the corner of the forged product It is possible to suppress the occurrence of underfill in the slab. In other words, this effect of suppressing the occurrence of underfill has a particularly remarkable effect in the following cases.
- the rectangular part When the rectangular part is die-forged, the rectangular part is pressed in a direction perpendicular to the direction along the opening surface, but when the angle of the rectangular part is large, The inner surface is caught in the mold and large burrs are generated. As a result, a part of the frame, that is, the outer surface is underfilled. However, if the angle of the corner portion of the rectangular part is smaller, the inner surface of the corner portion does not get into the mold, so that the burr on the inner surface is generated. Can be suppressed, and the occurrence of the underfill can be suppressed.
- the corner protrudes to the outside of the rectangular part, and this corner is formed. It is possible to lengthen the circumference of the part. In other words, it is possible to increase the volume at the corners, so to say, it is possible to provide extra space on the rectangular part, and when this rectangular part is subjected to die forging to form a frame,
- the corners of the body can be thick. Accordingly, the thickness of the corner portion, which is the stress concentration point, in the frame can be increased, so that the frame having high strength can be easily and reliably formed.
- a core When forming the rectangular component, a core may be arranged inside the annular component.
- the core when forming the rectangular component from the annular component, the core is arranged and pressed inside the annular component, so that deformation due to pressing can be restrained by the core. Therefore, the rectangular component can be easily formed into a desired shape, and the frame can be provided at low cost.
- the height of the annular component in the axial direction is set to be equal to the height of the plurality of frames, and based on the annular component, After the rectangular parts are formed, the rectangular parts may be cut at a height corresponding to one of the frame bodies, and then die-forged separately.
- the height is formed by a plurality of heights of the frame to be formed, and then the height of the rectangular component is set to the height of one frame. Since each frame is cut and die-forged separately to form the frame, the frame can be formed with high efficiency, and the frame can be provided at low cost.
- the frame of the present invention is a metal frame defined by a plurality of walls, wherein the Glen flow extends in the longitudinal direction of the walls and is continuously connected to each of the walls. are doing.
- the Glen flow extends in the longitudinal direction of each wall and is continuous between the walls, that is, continuous in the circumferential direction.
- the mechanical strength against the force from the inside to the outside, especially the creep strength is improved.
- 1 to 5 are explanatory views showing first to fifth steps of a method for manufacturing a frame shown as one embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is an enlarged plan view showing a corner of the rectangular component when a frame is formed from the rectangular component shown in FIG.
- FIG. 7 is an enlarged plan view showing the corners of the rectangular component when the etching process is performed on the rectangular component shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
- FIG. 1 to 7 are explanatory views for explaining a method of manufacturing the frame shown as an embodiment of the present invention.
- a recess is formed on the end face of a billet-processed metal material, for example, a heat-resistant alloy such as a Ni-base alloy by hot forging, and then the forged product is subjected to ring rolling.
- the annular part 1 shown in FIG. 1 is formed by the machine.
- the height A in the axial direction of the annular component 1 is the height in the direction perpendicular to the direction along the opening surface of the frame to be manufactured, and the plasticity when pressed in the vertical direction in the die forging process described later. It is determined in consideration of the deformation allowance and the number of the frames formed from one annular component 1. In the present embodiment, the height A is set so that two frame members can be manufactured from one annular component 1.
- the forging device 5 includes a base 2, a first punch 3 provided to be able to move back and forth with respect to the surface of the base 2, and a direction perpendicular to the moving direction of the first punch 3. And a pair of second punches 4 provided so as to be able to approach and separate from each other in synchronization with each other.
- the surface of the base 2 and the first punch 3 facing each other is a smooth surface
- the surface of the set of second punches 4 facing each other is convex in the direction facing each other. It has a curved surface.
- a method of bending and forming the annular component 1 in the forging device 5 configured as described above will be described.
- the annular component 1 is installed on the surface of the base 2 facing the first punch 3, and the core 6 is arranged inside the annular component 1.
- the first punch 3 is advanced with respect to the surface of the base 2, and the annular part 1 is brought into contact with the surface of the core 6 with the inner peripheral surface thereof, and the circular part 1 is moved in the circular
- the thickness of the annular component 1 is pressed to a desired thickness to form a bent product 8 having the first wall 7.
- the first punch 3 is not retracted, but is brought into contact with the surface of the first wall 7 of the bent product 8, and the first punch 3 is formed on the inner peripheral surface of the bent product 8.
- the second punches 4 are synchronously moved in a direction approaching each other until the surface on which the wall 7 is not formed contacts the surface of the core 6.
- the second wall 9 is formed on the non-formed surface of the first wall 7 in the bent product 8.
- the rectangular part 10 having the first wall 7 and the second wall 9 and the corner 13 connecting to the first wall 7 and the second wall 9 is formed. It is formed.
- the thickness of the first wall 7 is determined by the displacement of the second punch 4 of the second wall 9.
- the configuration is such that the thickness is smaller than the thickness in the moving direction. Further, depending on the curved surface shape of the surface of the second punch 4, the center of the second wall 9 in the moving direction of the first punch 3 is directed inward of the rectangular part 10. As a result, a convex portion 11 is formed.
- the angle ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ at the corner 13 is determined when the protrusion 1 I is not formed, that is, the surface of the second punch 4 that contacts the outer peripheral surface of the rectangular component 10. Is smaller than the angle formed when the surface is a smooth surface.
- the corner portion 13 has a shape slightly projecting outward from the rectangular component 10.
- the angle ⁇ of the corner portion 13 is formed at an angle smaller than the angle ⁇ 1 of a portion corresponding to the frame 12 formed by die forging described later.
- the overhang amount is set so as not to be intruded by a portion for forming an outer portion of the corner portion 13 in a die used for die forging described later.
- the rectangular part 10 is cut at a predetermined position L in a direction perpendicular to the direction along the direction. As a result, two rectangular parts formed at half the height A are formed.
- the rectangular component is set in a mold (not shown), the rectangular component is pressed in the height direction and forged by a mold to form a frame 12 shown in FIG. 5A having a desired shape. Is done.
- the angle 0 at the corner 13 of the rectangular part is formed smaller than the angle ⁇ 1 of the part corresponding to the frame 12, when performing die forging on the rectangular part, The part moves forward toward this part and press-molds this part.
- the part of the mold (not shown) that forms the inside of the corner 13 of this rectangular part inserts inside the corner 13 Will not be. Therefore, at the time of this die forging, it is possible to suppress the occurrence of burrs in the inner portion of the corner portion 13 and the occurrence of underfill in the outer portion of the corner portion 13.
- the angle 13 of the rectangular part is formed smaller than that of the frame 12.
- the corner 13 protrudes outward from the rectangular part, and the circumference at the corner 1.3 can be lengthened. become.
- the volume of the corner portion 13 so to say, it is possible to provide a surplus portion in the rectangular part, and to perform die forging on the rectangular part to form the frame 12.
- the corners of the frame 12 can be made thick. Therefore, the thickness of the corner portion, which is the stress concentration point, in the frame 12 can be formed thick, so that the frame 12 having high strength can be easily and reliably formed.
- the angle 0 of the corner 13 of the rectangular part spreads to a desired angle ⁇ 1 in the frame 12 during the die forging, and the overhang amount of the corner 13 is as described above.
- the outside of the corner 13 is not penetrated by the portion of the mold that forms the outside of the corner 13 during die forging.
- the frame 12 formed as described above is formed by bending and die-forging the annular part 1 formed by ring rolling, so that the long wall portion forming the frame 12 is formed. While extending in the longitudinal direction of the 12a and the short wall portion 12b, a Glen Flow is continuous between the wall portions 12a and 12b. That is, the Glen flow is continuous in the circumferential direction of the frame 12.
- the Glenflow refers to a state in which when a metal material is pressed and formed, the crystal structure of the material is arranged in accordance with the deformation of the metal material due to this pressure. ). It is known that the direction of this grain flow is higher in mechanical strength than the direction perpendicular to this direction.
- This Glen flow is performed by subjecting an annular part 1, a rectangular part 10, or a frame body 12 to an etching treatment for about 10 to 15 minutes using a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide, for example. In some cases, these surfaces can be visually confirmed as stripes. For example, when the rectangular part 10 is subjected to this etching treatment, it may be possible to visually confirm the Glen flow 20 as shown by a two-dot chain line in FIG. 7 at the corner 13. .
- the dimensions of the frame 12 are, for example, as shown in FIGS. 5A and 5B.
- the length a of the long wall 1 2a is about 500 mm
- the length b of the short wall 12 b is about 200 mm
- the height c of the frame 12 is about 50 mm
- the long wall 1 2 The thickness d of a is about 25 mm
- the thickness e of the short wall 12 b is about 3 O mm
- the corner 12c is formed such that the distance between the vertex on the outer surface and the vertex on the inner surface, that is, the wall thickness f is about 50 mm.
- the frame 2] can be formed while minimizing the number of cutting operations. Therefore, the yield of metal material and the number of manufacturing steps of the frame 12 can be reduced, so that the frame 12 can be manufactured at low cost.
- the angle 0 of the corner 13 can be formed smaller. In other words, the angle should be smaller than the angle formed when the surface of the second punch 4 in contact with the outer peripheral surface of the rectangular component 10 is made smooth, and further smaller than the desired angle of the frame 12. Becomes possible.
- the die does not penetrate the inner surface of the corner 13, so that the inner surface of the corner 13 is It is possible to suppress the occurrence of cracks, and thus to suppress the occurrence of underfill on the outer surface of the corner portion 13.
- the rectangular component 10 when the rectangular component 10 is formed from the annular component 1, the core 6 is arranged and pressed inside the annular component 1, so that deformation due to the pressing can be restrained by the core 6. Therefore, the rectangular part 10 can be easily formed into a desired shape, and the frame 12 can be provided at low cost.
- the height A of the rectangular part 10 is formed in advance at a height corresponding to a plurality of the frame bodies 12 in consideration of the above-mentioned machining allowance and the like, and the rectangular part 10 is moved to the cutting position. After cutting with L, these rectangular parts are separately forged and formed into frame 12, so that frame 12 can be formed with high efficiency and frame 12 can be provided at low cost. It becomes possible to do.
- the frame body 12 is formed by bending and die-forging the annular part 1 formed by ring rolling, so that each of the walls 12 a, 1 constituting the frame body 12 is formed. 2b that the Glenflow 20 can be extended in the longitudinal direction
- the Glenflow 20 can be made continuous between the walls 12a and 12b via the corners 12c. That is, the Spotify flow can be continued in the circumferential direction of the frame 12.
- the mechanical strength, particularly the creep strength, against the force from the inside to the outside of the frame 12 can be improved.
- the frame 12 in order to increase the contact speed of the combustion gas with the turbine blades, the frame 12 is provided at the outlet side of the combustion cylinder through which the combustion gas flows, that is, at the opening on the turbine side. If it is arranged and used to reduce the cross-sectional area of the flow path of the combustion gas, a particularly remarkable effect is obtained. In other words, if the frame 12 is disposed as described above, a large force from the inside to the outside acts on the frame 12 at a high temperature, so that the clip strength is reduced. As a problem, the Glenflow 20 can be continued in the circumferential direction of the frame 12, so that the creep strength of the frame 12 can be improved.
- the temperature cycle acts on the frame body 12, which causes repeated thermal stress, and durability is a problem. Since 20 is as described above, the durability can be improved.
- the frame 12 As described above, it is possible to provide the frame 12 particularly suitable for use in an environment where a high load acts under a high temperature cycle.
- the annular component 1 need not be a perfect circle.
- the rectangular component 10 is not limited to a rectangle, but may be a polygon.
- the angle 0 of the corner 13 is not limited to about 90 °. It can be a parallelogram or a fan.
- the height A of the rectangular component 10 is set to be two heights, the number may be equal to or more than that, or only one. Industrial potential
- the present invention relates to, for example, a method for manufacturing a frame suitable for manufacturing a specific component such as a turbine operating device.
- a frame suitable for manufacturing a specific component such as a turbine operating device.
- this frame it is possible to make the Glen flow continuous between the respective walls, Mechanical strength, especially creep strength, can be improved.Furthermore, in forming such a frame, the occurrence of manufacturing defects is suppressed, and the yield of metal materials and the number of manufacturing steps are reduced. It is possible to form the frame at low cost.
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Abstract
この枠体の製造方法では、金属材をリング圧延し円環状部品を形成後、該円環状部品を径方向に押圧し曲げ成形して矩形状部品10を形成する。この際、矩形状部品10の矩形形状を構成する角部13の角度θは、矩形状部品10を型鍛造することにより得られる枠体の前記角度より小さく形成しておく。この枠体の製造方法により得られた枠体によれば、機械的強度、特にクリープ強度の向上を図ることができ、さらに、このような枠体を形成するに際し、製造上の不具合発生を抑制し、かつ、金属材の歩留まり及び製造工数の削減を図ることが可能になり、この枠体を安価に形成することができる。
Description
明細書 枠体の製造方法及び枠体 技術分野
本発明は、 例えば、 タービン運転装置等の特定部品の製造において好適な 枠体の製造方法に関するものである。
なお、 本出願は、 日本国への特許出願 (特願 2 0 0 2— 2 0 3 9 8 1 ) に 基づく ものであり、 このョ本出願の記載内容は本明細書の一部として取り込 まれるものとする。 背景技術
従来から、発電機用ガスタービン等において、燃焼ガスのタービン羽根へ の噴接速度を上昇させるため、燃焼ガスが流動する燃焼筒の出口側すなわち タービン側の開口部に、 矩形状の枠体を設け、 この枠体により前記燃焼ガス の流路断面積を絞った構成のものがある。 一般に、 この枠体の開口面に沿つ た方向の厚さは、その矩形形状を構成する相対する辺毎で異なる構成となつ ている。 この枠体の製造方法と しては、 一般に次のようなものが知られてい る。
まず、 形成する枠体において矩形形状を構成する各辺のうち、 こめ枠体の 開口面に沿った方向に対して最も厚い幅と同等の断面寸法を備えた角棒を、 矩形形状となるように曲げ成形する。 この際、 角棒の両端面を突き合せてお き、 その後、 この端面をフラッシュバッ ト溶接により接合し、 矩形状部品を 形成する。 そして、 この矩形状部品の前記各辺のうち、 所定の辺に切削加工 を施し、 開口面に沿った方向に対して所定の厚さに形成する。 これにより、 矩形形状を構成する相対する辺毎で前記厚ざ..が異なる前記枠体が形成され る。 この他、 平板から切抜き加工及び切削加工を施し前記枠体を形成する方 法も一般的に知られている。
しかしながら、 前記従来の枠体の製造方法によれば、 まず、 角棒を使用し
て前記枠体を形成する場合には、この角棒の断面積は長手方向に対して全て 均一であり、 前記矩形状部品を曲げ成形により形成した後、 前記厚さの薄い 前記辺に切削加工を施す必要があるため、歩留まりが悪いという問題があつ た。 さらに、 前記枠体の製造工数について、 この切削加工工数の占める割合 が多いため、 前記枠体の製造工数もかかり前記歩留まりの問題と相俟って、 前記枠体が高価になるという問題があった。 次に、 平板に切抜き加工、 切削 加工を施して前記枠体を形成する場合においても、平板において前記枠体の 開口部及び枠体の外方部に位置する部材は不要となるため、歩留まりが極め て悪いという問題があった。 さらに、 上述と同様に、 加工工数もかかり前記 枠体が高価となる問題があった。 発明の開示
本発明は、 このような事情を考慮してなされたもので、 前記枠体を形成す るに際し、材料の歩留まりを削減し、 さらに安価に形成することが可能な枠 体の製造方法及び枠体を提供することを目的とする。
本発明の枠体の製造方法では、金属材をリング圧延し円環状部品を形成後、 該円環状部品を径方向に押圧し曲げ成形して矩形状部品を形成した後、該矩 形状部品を型に入れ押圧し型鍛造することにより、 枠体を形成する。
この発明に係る枠体の製造方法によれば、切削加ェ工数を最小限に抑えて 前記枠体を形成することが可能になる。 従って、金属材の歩留まり及び前記 枠体の製造工数を削減することが可能になるため、安価に前記枠体を製造す ることが可能になる。
また、 リング圧延により形成された円環状部品から形成されるので、 枠体 を構成する各壁部同士でグレンフローを連続させることができる。これによ り、 枠体の周方向にグレンフローが連続することになり、 この枠体の内側か ら外側に向かった力に対する機械的強度、 特に、 クリ一プ強度の向上を図る ことが可能になる。
前記矩形状部品を形成するに際し、前記矩形状部品の矩形形状を構成する 角部の角度を型锻造後の枠体の角度より小さく しておいてもよい。
この場合、 前記矩形状部品の矩形形状を構成する角部の角度を、 前記枠体 の前記角度より小さく形成しているため、 前記矩形状部品を型鍛造した際、 この鍛造品の前記角部に欠肉を発生させることを抑制することが可能にな る。 すなわち、 この欠肉発生抑制効果は、 次のような場合に特に著しい効果 を奏する。
前記矩形状部品を型鍛造する際、この矩形状部品はその開口面に沿つた方 向に対して垂直な方向に押圧されるが、この矩形状部品の前記角度が大きい と、 前記角部の内表面が型に嚙み込まれ大きなバリが発生し、 その結果、 前 記枠体の一部、 すなわち外表面に欠肉が生じることになる。 しカゝし、 前記矩 形状部品の前記角部の角度がより小さく形成されていれば、前記角部の内表 面が型に嚙み込まれることがないため、この内表面のバリの発生を抑制する ことが可能になり、 前記欠肉発生を抑制することが可能になる。
さらに、前記矩形状部品の前記角度を形成する枠体のものより小さく形成 しておく と、 結果と して、 この矩形状部品の外方側へこの角部が張出すこと になり、この角部における周長を長くすることが可能になる。言い換えると、 この角部における体積量を多くすることができ、いわばこの矩形状部品に余 肉部を設けることができ、 この矩形状部品に型鍛造を施し、 枠体を形成した 際、 この枠体の前記角部を厚肉にすることができる。 従って、 枠体における 応力集中個所である角部の肉厚を厚く形成することが可能になるので、高強 度化が図られた枠体を容易かつ確実に形成することができる。
前記矩形状部品を形成するに際し、前記円環状部品の内側に中子を配置し てもよい。
この場合、 前記円環状部品から前記矩形状部品を形成するに際し、 前記円 環状部品の内側に前記中子を配置し押圧するため、押圧による変形を前記中 子により拘束することが可能になる。 従って、容易に前記矩形状部品を所望 の形状に形成することが可能になり、前記枠体を安価に提供することが可能 になる。
前記円環状部品を形成するに際し、該円環状部品の軸方向に対する高さを、 前記枠体の複数個分の高さで形成しておき、 この円環状部品に基づいて、 前
記矩形状部品を形成した後、該矩形状部品を前記枠体の 1個分の高さ毎に切 断し、 その後、 各別に型鍛造してもよい。
この場合、 前記矩形状部品を形成するに際し、 前記高さを、 形成する枠体 の複数個分の高さで形成しておき、 その後、 前記矩形状部品を前記枠体の 1 個分の高さ毎に切断し、 各別に型鍛造して前記枠体を形成するため、 高効率 に前記枠体を形成することが可能になり、安価な前記枠体を提供することが 可能になる。
本発明の枠体は、複数の壁部により画成されてなる金属製の枠体であって、 グレンフローが、 前記壁部の長手方向に延在するとともに、 これら各壁部同 士で連続している。
この発明に係る枠体によれば、グレンフローが各壁部の長手方向に延在す るとともに、 これらの壁部同士で連続している、 すなわち周方向に連続して いるので、 この枠体は、 内側から外側に向かった力に対する機械的強度、 特 に、 クリープ強度が向上することになる。 図面の簡単な説明
図 1から図 5は、本発明の一実施形態と して示した枠体の製造方法の第 1 から第 5工程を示す説明図である。
図 6は、 図 4に示す矩形状部品から枠体を形成する際における、 矩形状部 品の角部を示す拡大平面図である。
図 7は、 図 4に示す矩形状部品にェツチング処理を施した際における、 矩 形状部品の角部を示す拡大平面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照し、 この発明の実施の形態について説明する。 図 1から 図 7は、この発明の一実施形態と して示した枠体の製造方法を説明するため の説明図を示すものである。
まず、 ビレツ 卜加工した金属材、 例えば N i基合金等の耐熱性合金を熱間 鍛造加工により、 その端面上に凹部を形成した後、 この鍛造品をリング圧延
機により、 図 1に示す円環状部品 1を形成する。 円環状部品 1の軸方向の高 さ Aは、 製造する枠体の開口面に沿った方向に対して垂直方向の高さと、 後 述する型鍛造工程において前記垂直方向に押圧される際の塑性変形代と、 1 つの円環状部品 1から形成する前記枠体の個数等を考慮に入れて決定され る。 本実施の形態においては、 1つの円環状部品 1から 2つの前記枠体を製 造できるように、 前記高さ Aが設定されている。
ここで、 次工程において、 この円環状部品 1を曲げ加工する锻造装置 5の 概略構成について説明する。 図 2に示すように、 鍛造装置 5は、 基台 2と、 基台 2表面に対して前後移動可能に設けられた第 1のパンチ 3と、第 1のパ ンチ 3の移動方向と垂直方向に互いに同期して接近離間可能に設けられた 一組の第 2のパンチ 4とを備えた構成となっている。 ここで、 基台 2と第 1 のパンチ 3とが互いに相対する表面は、 平滑面となっており、 一組の第 2の パンチ 4同士が互いに相対する表面は、互いに相対する方向へ凸となる曲面 となっている。
このように構成された鍛造装置 5において、円環状部品 1を曲げ成形する 方法について説明する。 まず、 第 1のパンチ 3と相対する基台 2の表面に円 環状部品 1を設置するとともに、 円環状部品 1の内側に中子 6を配置する。 そして、 第 1のパンチ 3を基台 2表面に対して前進させ、 円環状部品 1をそ の内周面が中子 6の表面と当接するとともに、第 1のパンチ 3の移動方向に 対する円環状部品 1の厚さを所望の厚さまで押圧し、第 1の壁部 7を備えた 曲げ成形品 8を形成する。
その後、 図 3に示すように、 第 1のパンチ 3を後退させないで、 曲げ成形 品 8の第 1の壁部 7表面に当接させておき、曲げ成形品 8の内周面のうち第 1の壁部 7が形成されていない面が中子 6の表面と当接するまで、第 2のパ ンチ 4を互いに接近する方向に同期させて移動する。 この際、 曲げ成形品 8 において、 前記第 1の壁部 7の非形成面に、 第 2の壁部 9が形成される。 以 上により、 第 1の壁部 7及び第 2の壁部 9を備えるとともに、 第 1の壁部 7 と第 2の壁部 9と接続する角部 1 3を備えた矩形状部品 1 0が形成される。 ここで、 第 1の壁部 7の前記厚さは、 第 2の壁部 9の第 2のパンチ 4の移
動方向に対する厚さより小となる関係を有した構成となっている。 また、 第 2のパンチ 4表面の前記曲面形状に依存して、 第 2の壁部 9の、 第 1のパン チ 3の移動方向に対する中央部には、矩形状部品 1 0の内方に向けて凸とな る凸部 1 1が形成される。
この凸部 1 1が形成されることにより、 角部 1 3における角度 Θは、 凸部 1 Iが形成されない場合、すなわち、 矩形状部品 1 0の外周面と当接する第 2のパンチ 4の表面が平滑面の場合に形成される角度より小さくなる。 これ に伴い、 角部 1 3は、 この矩形状部品 1 0の外方側へ若干張出した形状とな る。 なお、 本実施の形態においては、 角部 1 3の角度 Θは、 後述する型鍛造 により形成する枠体 1 2に対応する部分の角度 θ 1 より小さい角度で形成 され、 また、 角部 1 3の前記張出し量は、 後述する型鍛造時に用いる金型に おける角部 1 3の外側部分を成形する部分により嚙み込まれないようにさ れている。
その後、 矩形状部品 1 0を鍛造装置 5から取り外すとともに、 矩形状部品 1 0の内側に配置された中子 6を取り外した後、 図 4に示すように、 矩形状 部品 1 0の開口面に沿った方向に対して垂直方向に所定の位置 Lで矩形状 部品 1 0を切断する。 これにより、 前記高さ Aの半分の高さで形成された矩 形状部品が 2つ形成されることになる。
そして、 この矩形状部品を図示しない型に設置した後、 この矩形状部品を 前記高さ方向に押圧し型鍛造することにより、所望の形状とされた図 5 Aに 示す枠体 1 2が形成される。
ここで、 前記矩形状部品の角部 1 3における角度 0は、 枠体 1 2に対応す る部分の角度 Θ 1より小さく形成されているので、前記矩形状部品に型鍛造 加工を施す際に、 この部品に向かって前進移動し、 この部品を押圧成形する 図示しない金型における、この矩形状部品の角部 1 3の内側を成形する部分 は、 この角部 1 3の内側を嚙み込まないことになる。 従って、 この型鍛造時 に、 角部 1 3の内側部分におけるバリの発生を抑制することができ、 角部 1 3の外側部分における欠肉の発生を抑制することができる。
さらに、前記矩形状部品の角度 1 3を枠体 1 2のものより小さく形成して
おく と、 結果として、 図 6に示すように、 この矩形状部品の外方側へこの角 部 1 3が張出すことになり、 この角部 1. 3における周長を長くすることが可 能になる。 言い換えると、 この角部 1 3における体積量を多くすることがで き、 いわばこの矩形状部品に余肉部を設けることができ、 この矩形状部品に 型鍛造を施し、 枠体 1 2を形成した際、 図 6の 2点鎖線で示すように、 この 枠体 1 2の前記角部を厚肉にすることができる。 従って、 枠体 1 2における 応力集中個所である角部の肉厚を厚く形成することが可能になるので、高強 度化が図られた枠体 1 2を容易かつ確実に形成することができる。 なお、 前 記矩形状部品の角部 1 3の角度 0は、この型鍛造時に枠体 1 2における所望 の角度 θ 1に広がることになり、 また、 角部 1 3の前記張出し量が前述のよ うにされているので、 角部 1 3の外側は、 型鍛造時、 この金型における角部 1 3の外側を成形する部分により嚙み込まれないことになる。
以上のように形成された枠体 1 2は、 リ ング圧延により形成された円環状 部品 1に曲げ加工及び型鍛造加工が施されて形成されるので、枠体 1 2を構 成する長壁部 1 2 a及び短壁部 1 2 bの長手方向に延在するとともに、各壁 部 1 2 a, 1 2 b同士でグレンフロー(G r a i n F l o w )が連続するこ とになる。 すなわち、 枠体 1 2の周方向にグレンフローが連続することにな る。 ここで、 グレンフローとは、 金属材料を加圧して成形する際に、 この加 圧による金属材料の変形に従ってこの材料の結晶組織が並んだ状態のこと をいい、 鍛流線 (F l o w L i n e ) とも呼ばれている。 そして、 このグ レンフローの方向はこれと直角方向より も機械的強度が高いことが知られ ている。
このグレンフローは、円環状部品 1 ,矩形状部品 1 0,または枠体 1 2に、 例えば塩酸と過酸化水素との混合液を用いて 1 0分から 1 5分程度エッチ ング処理を施すことにより、これらの表面に条として目視にて確認すること ができる場合がある。 例えば、 矩形状部品 1 0にこのエッチング処理を施し た場合、 角部 1 3には、 図 7の 2点鎖線で示すようなグレンフロー 2 0を目 視にて確認することができる場合がある。
また、枠体 1 2の諸寸法としては、図 5 A,図 5 Bに示すように、例えば、
長壁部 1 2 a の長さ aが約 5 0 0 m m、短壁部 1 2 bの長さ bが約 2 0 0 m m、 枠体 1 2の高さ cが約 5 0 m m、 長壁部 1 2 a の厚さ dが約 2 5 m m、 短壁部 1 2 bの厚さ eが約 3 O m m、長壁部 1 2 a と短壁部 1 2 b との接続 部、すなわち枠体 1 2の角部 1 2 cは、 外表面における頂点と内表面におけ る頂点との距離、 すなわち肉厚 f が約 5 0 m mとされて形成されている。 以上説明したように、 本実施形態による枠体の製造方法によれば、切削加 ェ工数を最小限に抑えて枠体 ] 2を形成することが可能になる。 従って、金 属材の歩留まり及び枠体 1 2の製造工数を削減することが可能になるため、 安価に枠体 1 2を製造することが可能になる。 また、 図 3に示すように、 第 2の壁部 9及び角部 1 3を形成するに際し、角部 1 3の角度 0をより小さく 形成することが可能になる。 すなわち、 矩形状部品 1 0外周面と当接する第 2のパンチ 4の表面を平滑面とした場合に形成される角度より小さく、さら には、 枠体 1 2における所望の角度より小さく形成することが可能になる。 これにより、 前記矩形状部品を型鍛造.し枠体 1 2を形成するに際して、 前 記金型は角部 1 3の内表面を嚙み込むことがないので、角部 1 3の内面にバ リが発生することを抑制することができ、 従って、 角部 1 3の外面に欠肉が 生ずることを抑制することができる。
また、 円環状部品 1から矩形状部品 1 0を形成するに際し、 円環状部品 1 の内側に中子 6を配置し押圧するため、押圧による変形を中子 6により拘束 することが可能になる。 従って、 容易に矩形状部品 1 0を所望の形状に形成 することが可能になり、 枠体 1 2を安価に提供することが可能になる。
また、 矩形状部品 1 0の前記高さ Aを上述した加工代等を考慮して、 予め 枠体 1 2の複数個分の高さで形成しておき、矩形状部品 1 0を前記切断位置 Lで切断した後、これら矩形状部品を各別に型鍛造し枠体 1 2を形成するた め、 高効率に枠体 1 2を形成することが可能になり、 安価に枠体 1 2を提供 することが可能になる。
さらに、枠体 1 2は、 リング圧延により形成された円環状部品 1に曲げ加 ェ及び型鍛造加工が施されて形成されるので、枠体 1 2を構成する各壁部 1 2 a , 1 2 bの長手方向にグレンフロー 2 0を延在させることができるとと
もに、 このグレンフロー 2 0を、 角部 1 2 cを介して各壁部 1 2 a, 1 2 b 同士で連続させることができる。 すなわち、 枠体 1 2の周方向にダレンフロ 一を連続させることができる。 これにより、 枠体 1 2の内側から外側へ向か つた力に対する機械的強度、特に、クリープ強度の向上を図ることができる。 従って、 発電機用ガスタービン等において、燃焼ガスのタービン羽根への 噴接速度を上昇させるために、燃焼ガスが流動する燃焼筒の出口側すなわち タービン側の開口部に、 この枠体 1 2を配設し、 前記燃焼ガスの流路断面積 を絞るために使用すると、 特に著しい効果を奏することになる。 すなわち、 枠体 1 2を前述のように配設すると、 この枠体 1 2には、 この内側から外側 へ向かう大きな力が、 高温度下で作用することになるので、 ク リ一プ強度が 問題となるが、グレンフロー 2 0を枠体 1 2の周方向に連続させることがで きるので、 この枠体 1 2のクリープ強度の向上を図ることができる。
また、 発電機用ガスタービン等の運転、 停止を繰返すことで、 枠体 1 2に は温度サイクルが作用し、繰返し熱応力が作用することになり、 耐久性が問 題となるが、 グレンフロー 2 0が前述のようになつているので、 この耐久性 の向上をも図ることができる。
特に、 本実施形態による枠体の製造方法においては、 前述したように、 枠 体 1 2における応力集中個所である角部を厚肉に形成することが可能にな るので、 前記機械的強度及び耐久性の向上を確実に図ることができる。
以上により、高温の温度サイクル下で高負荷が作用する環境下での使用に、 特に好適な枠体 1 2を提供することが可能になる。
なお、 本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、 本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能で ある。例えば、円環部品 1は真円でなくてもよい。また、矩形状部品 1 0は、 矩形に限らず多角形でもよく、 また、 図 3 , 図 4に示すような、 角部 1 3の 角度 0が約 9 0 ° であるものに限らず、 例えば平行四辺形でも、 扇形でも良 い。 さらに、 矩形状部品 1 0の前記高さ Aを 2個分の高さとしたが、 その個 数以上でも、 1個のみであっても良い。
産業上の利用の可能性
本発明は、 例えば、 タービン運転装置等の特定部品の製造において好適な 枠体を製造する方法に関するものであり、 この枠体では、 グレンフローを各 壁部同士で連続させることが可能になり、 機械的強度、 特にク リープ強度の 向上を図ることができ、 さらに、 このような枠体を形成するに際し、 製造上 の不具合発生を抑制し、 かつ、 金属材の歩留まり及び製造工数の削減を図る ことが可能になり、 安価に前記枠体を形成することができる。
Claims
1 . 金属製の枠体を形成する枠体の製造方法であって、
金属材をリ ング圧延し円環状部品を形成後、 該円環状部品を径方向 に押圧し曲げ成形して矩形状部品を形成した後、 該矩形状部品を型に 入れ押圧し型鍛造することによ り、 枠体を形成する。
2 . 請求項 1記載の枠体の製造方法であって、
前記矩形状部品を形成するに際し、 前記矩形状部品の矩形形状を構 成する角部の角度を型鍛造後の枠体の角度よ り小さく しておく。
3 . 請求項 1記載の枠体の製造方法であって、
前記矩形状部品を形成するに際し、 前記円環状部品の内側に中子を 配置する。
4 . 請求項 2記載の枠体の製造方法であって、
前記矩形状部品を形成するに際し、 前記円環状部品の内側に中子を 配置する。
5 . 請求項 1から 4のいずれかに記載の枠体の製造方法であって、 前記円環状部品を形成するに際し、 該円環状部品の軸方向に対する 高さを、 前記枠体の複数個分の高さで形成しておき、 該円環状部品に 基づいて前記矩形状部品を形成した後、 該矩形状部品を前記枠体の 1 個分の高さ毎に切断し、 その後、 各別に型鍛造する。
6 . 複数の壁部により画成されてなる金属製の枠体であって、 グレンフ ローが、 前記壁部の長手方向に延在すると と もに、 これら 各壁部同士で連続している。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006115797A2 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Kennametal Inc. | Retainer for cutting bit |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101085500B (zh) * | 2007-07-12 | 2011-11-23 | 南京中盛铁路车辆配件有限公司 | 铁路货车钩尾框整体锻造的制备方法 |
KR101223222B1 (ko) * | 2010-07-19 | 2013-01-17 | 주식회사 평산 | 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법 |
CN104259749B (zh) * | 2014-08-04 | 2017-09-08 | 贵州航宇科技发展股份有限公司 | 一种航空发动机用gh3128方形安装边的制造方法 |
CN104227344B (zh) * | 2014-08-18 | 2017-05-24 | 贵州航宇科技发展股份有限公司 | 一种航空发动机用gh5188方形尾喷管的制造方法 |
CN104308457B (zh) * | 2014-08-18 | 2016-06-08 | 贵州航宇科技发展股份有限公司 | 一种航空发动机用gh3536方形安装边的制造方法 |
CN104307980B (zh) * | 2014-09-01 | 2016-08-31 | 美铝环形件(苏州)有限公司 | 一种高温合金框形环成型工装及其成型工艺 |
CN104525807A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-04-22 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种框架锻件拐角成形方法 |
CN106994497B (zh) * | 2016-08-22 | 2019-03-01 | 丹东丰能工业股份有限公司 | 内椭圆等截面型风电塔架门框锻造方法 |
CN107729646B (zh) * | 2017-10-12 | 2020-12-29 | 西北橡胶塑料研究设计院有限公司 | 一种框体类橡胶密封件三维结构简化成二维平面图的处理方法 |
CN108031784B (zh) * | 2017-12-13 | 2019-06-11 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种框类安装边锻件的锻造用胎模及锻造成型方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2754443A1 (de) * | 1977-12-07 | 1979-06-13 | Hahn Hermann Dr Ing | Verfahren zum herstellen von zylindrischen hohlkoerpern und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
JP2001129637A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-15 | Toyota Motor Corp | 差厚管の成形方法およびその成形装置 |
JP2001129636A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-05-15 | Nsk Warner Kk | 異形リングの製造方法 |
JP2002224792A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 多角形断面中空体の製造方法および前記方法により製造された多角形断面中空体 |
JP2003117632A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Daido Steel Co Ltd | ガスタービンに使用するトランジションピース用素材の製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1111103C (zh) * | 2000-09-11 | 2003-06-11 | 沈阳黎明航空发动机集团公司 | 扇形多边框体锻件成形的方法 |
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2003
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2754443A1 (de) * | 1977-12-07 | 1979-06-13 | Hahn Hermann Dr Ing | Verfahren zum herstellen von zylindrischen hohlkoerpern und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
JP2001129637A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-15 | Toyota Motor Corp | 差厚管の成形方法およびその成形装置 |
JP2001129636A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-05-15 | Nsk Warner Kk | 異形リングの製造方法 |
JP2002224792A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 多角形断面中空体の製造方法および前記方法により製造された多角形断面中空体 |
JP2003117632A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Daido Steel Co Ltd | ガスタービンに使用するトランジションピース用素材の製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006115797A2 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Kennametal Inc. | Retainer for cutting bit |
WO2006115797A3 (en) * | 2005-04-22 | 2007-01-04 | Kennametal Inc | Retainer for cutting bit |
US7210745B2 (en) | 2005-04-22 | 2007-05-01 | Kennametal Inc. | Retainer for cutting bit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPWO2004007111A1 (ja) | 2005-11-10 |
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