JPS58167805A - Method of manufacturing hollow blade - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To manufacture a hollow blade of high precision at a low cost by forming a hollow pipe-like body by bending a blank plate whose one end is coined. by means of a completely sealed two-pieces mold. CONSTITUTION:A blank plate 10 whose one end is formed into a coining part 10a is bent by a three-rolls bender, and the coined part 10a is welded to the other end of the blank plate 10 in order to form a hollow, pipe-like body. After this hollow, pipe-like body is filled with lead 20, it is formed into a hollow blade by using a completely sealed two-pieces mold 22. Then it is heated to remove the lead 20, leaving a hollow internal space.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空翼の製造法に係シ、特に高精度で且つ安価
な中空翼の製造を志向した中空翼の製造法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a hollow airfoil, and more particularly, to a method for manufacturing a hollow airfoil aimed at manufacturing a hollow airfoil with high precision and at low cost.

まず、従来の中空翼、たとえばタービン翼の製造法を説
明する。First, a method for manufacturing a conventional hollow blade, such as a turbine blade, will be explained.

第１図は、従来のΦ実翼を示す斜視図、第２図は、従来
の中空翼の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a perspective view showing a conventional Φ solid blade, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional hollow blade.

従来、タービン翼としては、一般にブロック材からの削
シ出し、精密鍛造、あるいは鋳造などの手段により製造
した、第１図に示すような、その内部が中実で、入口部
１ａと出口部１ｂとを有し、三次元的に複雑な形状を有
する中実翼１が使用さｎていた。このような中実真１は
重量が大きく、材料歩留りが悪くてコストが高いという
欠点があったので、中空化する対策がなされている。Conventionally, turbine blades have generally been manufactured by machining from a block material, precision forging, or casting, and have a solid interior as shown in FIG. 1, with an inlet portion 1a and an outlet portion 1b. A solid blade 1 having a three-dimensionally complex shape was used. Since such a solid stem 1 has the disadvantages of being heavy, having a poor material yield, and being expensive, countermeasures have been taken to make it hollow.

従来の中空翼の一例は、第２図に示すように、その内部
に中空部５を肩し、背板２と腹板３の部材から構成さｎ
るものである。この中空翼の製造法は、まず、所定形状
の背板２．腹板３を、プレス加工により熱間曲げ成形し
たのち、溶接部４で結合して中空翼を形成する。As shown in FIG. 2, an example of a conventional hollow wing has a hollow part 5 inside it and is composed of a back plate 2 and a belly plate 3.
It is something that The manufacturing method for this hollow wing begins with a back plate of a predetermined shape; After hot bending the belly plate 3 by press working, it is joined at a welding part 4 to form a hollow blade.

この製造券法は、背板２．腹板３の曲げ成形の段階で高
精度のグロフイール加工を行なったとしＣも、後工程の
結合のための溶接による熱変形のために精度が悪化し、
多大の修正工数を必要とする欠点があった。This ticket manufacturing method is based on back plate 2. Even if high-precision Glofil processing was performed at the stage of bending and forming the belly plate 3, the accuracy deteriorated due to thermal deformation due to welding for joining in the later process.
This had the disadvantage of requiring a large amount of man-hours for modification.

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、高精度
の中空翼を安価に製造することができる中空翼の製造法
の提供を、その目的とするものである。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a hollow blade that can eliminate the drawbacks of the prior art described above and can manufacture a high-precision hollow blade at low cost.

本発明の特徴は、その内部が中空である中空翼を製造す
る方法において、一端をコイニング加工したブランクを
曲げ加工し、このブランクの他端と前゛記コイニ／グ加
工部とを接合することにより中空管体を形成し、この中
空管体の内部に低融点金属もしくは合金を充填したのち
、型閉めしたときに中空翼の完成品とほぼ同一形状に造
形される空隙を設けた二分割密閉型内へ挿入し、前記中
空管体に管軸と垂直方向の荷重を負荷することにより中
空翼のプロフィールを成形し、その後、前記低融点金属
もしくは合金を除去することにより、中空翼を製造する
中空翼の製造法にある。A feature of the present invention is that, in a method for manufacturing a hollow wing whose interior is hollow, a blank whose one end is coined is bent, and the other end of this blank is joined to the coined portion described above. A hollow tube is formed, and the inside of this hollow tube is filled with a low melting point metal or alloy, and then a gap is created so that when the mold is closed, it is molded into almost the same shape as the finished product of the hollow wing. The profile of the hollow wing is formed by inserting it into a split-sealed mold and applying a load perpendicular to the tube axis to the hollow tube, and then removing the low melting point metal or alloy. There is a method for manufacturing hollow wings.

さらに詳しくは、次の通りである。More details are as follows.

ブランクの一端をコイニング加工して、出口部をあらか
じめ成形したのち、このコイニング加工部と前記ブラン
クの他端とを結合せしめるべく曲げ加工し、そのつき合
せ部を溶接して中空管体を形成する。この中空管体の内
部に低融点合金を充填したのち、所定の製品形状の空隙
を設けた二分割密閉型を用い、前記中空管体の管軸に直
交方向から加工力を負荷して、へこみ、しわ等の不整変
形を抑止し、スプリングバックを極力抑え、高精度で安
価な中空翼を加工する方法にある。One end of the blank is coined to form an exit part in advance, and then the coined part is bent to join the other end of the blank, and the mating part is welded to form a hollow tube. do. After filling the inside of this hollow tube with a low melting point alloy, using a two-part sealed mold with a gap of a predetermined product shape, processing force is applied from a direction perpendicular to the tube axis of the hollow tube. , a method for manufacturing hollow blades with high precision and low cost by suppressing irregular deformations such as dents and wrinkles, and minimizing springback.

以下本発明を実施例によって説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

第３図〜第６図は、本発明の一実施例に係る中空翼の製
造法を説明するための図であり、第３図は、すえ込み型
によシ、ブランクの一端をコイニング加工している状態
を示す断面図、第４図は、第３図に係るコイニング加工
を実施したのち、ブランクを曲げ加工している状態を示
す断面図、第５図は、第４図に係る曲げ加工を実施した
後のブランクの他端と、前記コイニング加工部とを溶接
してなる中空管体を示す断面図、第６図は、第５図に係
る中空管体の内部に鉛を充填したのち、密閉型上、下ダ
イ内へ挿入し、型閉めして、中空翼を成形している状態
を示す断面図である。FIGS. 3 to 6 are diagrams for explaining a method for manufacturing a hollow blade according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a process in which one end of a blank is coined by a swaging mold. FIG. 4 is a sectional view showing a state in which the blank is bent after the coining process shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a hollow tube body formed by welding the other end of the blank and the coining part after carrying out the process. After that, it is inserted into the upper and lower dies of a closed mold, and the molds are closed to form a hollow wing. FIG.

まず、シャー（図示せず）などの手段により、所定形状
寸法を有するブランク１０（たとえば、ステンレス鋼５
ＵＳ４０５の薄板）を切断し、このブランク１０の端部
を、すえ込み型によシ、コイニング加工する。First, a blank 10 (for example, stainless steel 5
A thin sheet of US405 is cut, and the ends of the blank 10 are coined using a swaging die.

すえ込み型は、第３図に示すように、下プレート１２に
固定された下ダイ１１．前記下プレート１２′に建てら
れ、上プレート７を上下方向にガイドするピラー９．コ
イニング加工用突起ｆｊａが設けられ、前記上プレート
７と一体になっている上ダイ８とから構成されている。As shown in FIG. 3, the swaging die has a lower die 11 fixed to a lower plate 12. A pillar 9 is built on the lower plate 12' and guides the upper plate 7 in the vertical direction. It comprises an upper die 8 which is provided with a coining protrusion fja and is integrated with the upper plate 7.

このように構成した、すえ込み型の上、下ダイ８．１１
間にブランク１０の端部をセツティングする。プレス（
図示せず）のシリンダ・ロッド６を下降させ、上プレー
ト７を介して上ダイ８に加工力を負荷して、ブランク１
０の端部の所定位置に、前記上ダイ８のコイニング加工
用突起８ａで、コイニング加工を施す。The swage-type upper and lower dies constructed in this way 8.11
The ends of the blank 10 are set in between. press(
The cylinder rod 6 of the blank 1
A coining process is performed on a predetermined position of the end of 0 using the coining protrusion 8a of the upper die 8.

このようにコイニング加工部１０ａを形成することによ
り、これかに後述する溶接時の開先になり、また出口部
の前加工にもなるという利点がある。By forming the coining portion 10a in this way, there is an advantage that it can be used as a groove during welding, which will be described later, and can also be used as a pre-processing for the exit portion.

上記コイニング加工したブランク１０の他端側を、第４
図に示すように、１本の主ロール１３と２本のサブロー
ル１４とからなる３本ロールの主ロール１３．サブロー
ル１４の間へ挿入し、白ぬき矢印方向に荷重を負荷して
、断面が円形になるようにロール曲げを行なう。The other end side of the coined blank 10 is
As shown in the figure, a three-roll main roll 13 consisting of one main roll 13 and two sub-rolls 14. It is inserted between the sub rolls 14, and a load is applied in the direction of the white arrow to bend the rolls so that the cross section becomes circular.

このロール曲げ加工を終了したブランク１０の他端と前
記コイニング加工部１０ａとをＴＩＧ溶接などの手段で
接合しく１５ａは溶接部）、第５図に示すような中空管
体１５を形成する。The other end of the blank 10 that has been subjected to the roll bending process and the coined part 10a are joined by means such as TIG welding (15a is a welded part) to form a hollow tube body 15 as shown in FIG.

中空管体１５の内部に鉛２０を充填したのち、二分割密
閉型によシ、中空翼を成形する。After filling the inside of the hollow tubular body 15 with lead 20, a hollow wing is formed into a two-part sealed mold.

前記二分割密閉型２２は、第６図に示すように、型閉め
したときに中空翼の完成品とほぼ同一形状に造形される
空隙を設けた密閉型上、下ダイ１７゜１８、受圧板１９
上に載置され、その内部に前記密閉型上、下ダイ１７．
１８を摺動自在に収納し、密閉型下ダイ１８に対して密
閉型上ダイ１７を位置決めすることができるコンテナ１
６とから構成されている。As shown in FIG. 6, the two-part sealed mold 22 includes upper and lower dies 17 and 18, and a pressure receiving plate. 19
The closed mold upper and lower dies 17.
Container 1 that can slidably house 18 and position the closed upper die 17 with respect to the closed lower die 18
It consists of 6.

このように構成した二分割密閉型２２の密閉型上、下グ
イ１７．１８内に、鉛２ｏを充填した中空管体１５を挿
入する。プレス（図示せず）のシリンダ・ロッド６を下
降させることにょシ、密閉型上ダイ１７を介して、中空
管体１５に管軸と垂直方向の荷重を負荷することにより
扁平に押しつぶし、入口部２１ａと出口部２１ｂとを有
する中空翼２１のプロフィールを成形する。The hollow tube body 15 filled with lead 2o is inserted into the upper and lower guides 17 and 18 of the two-part sealed mold 22 constructed as described above. When the cylinder rod 6 of the press (not shown) is lowered, a load is applied to the hollow tube body 15 in a direction perpendicular to the tube axis through the closed upper die 17, thereby crushing the hollow tube body 15 into a flat shape. The profile of the hollow wing 21 is formed having a section 21a and an outlet section 21b.

鉛２０を充填することにより、成形時に、へこみ、しわ
等の不整変形が生ずることはなく、また、中空管体１５
の壁に半径方向の圧縮応力、および周方向の引張応力を
生じさせることができるので、スプリングバックはほと
んどなく、高精度の成形が可能となるものである。By filling lead 20, irregular deformations such as dents and wrinkles will not occur during molding, and the hollow tube body 15
Since compressive stress in the radial direction and tensile stress in the circumferential direction can be generated in the wall of the mold, there is almost no springback and high precision molding is possible.

前記成形に際して、中空管体１５の内部の体積が変化す
るが、余分の鉛２ｏは、密閉型上ダイとコンテナ１６と
の藺の隙間へ、ばシとして逃がす。During the molding, the internal volume of the hollow tube body 15 changes, but the excess lead 2o escapes into the gap between the upper mold die and the container 16 as a purge.

成形終了後、型開きして成形品（すなわち中空翼２１）
を取出し、この成形品を変形抑止治具（図示せず）に固
定し、歪取シ熱処理と兼用になる加熱（約６５Ｏｒまで
加熱）を行ない、その内部に充填さｎていた鉛２ｏを融
解させて、中空翼２１から除去して内部を中空にする。After molding is completed, the mold is opened and the molded product (i.e. hollow blade 21) is produced.
The molded product was fixed to a deformation prevention jig (not shown), and heated (heated to about 65 Orr), which also served as strain relief heat treatment, to melt the lead 2O filled inside the molded product. and remove it from the hollow blade 21 to make the inside hollow.

最後に、入口部２１ａおよび出口部２１ｂ近傍のみを仕
上げ加工することにより、所望の寸法公差に収まるプロ
フィール精度を有する高精度の中空翼を製造することが
できる。Finally, by finishing only the vicinity of the inlet portion 21a and the outlet portion 21b, it is possible to manufacture a highly accurate hollow blade having a profile accuracy within a desired dimensional tolerance.

以上説明した本実施例によれば、グロフイール精度の良
い中空翼を成形することができるので、後工程での修正
工数はわずかであり、前記した第１図に係る中実翼ｌ、
あるいは第２図に係る２枚版の中空翼に比較して、１５
〜２０％原価低減した、安価な中空翼を製造することが
可能になる。According to the present embodiment described above, it is possible to mold a hollow blade with good grofoil accuracy, so the number of correction steps in the post-process is small, and the solid blade l according to the above-mentioned FIG.
Or compared to the two-plate hollow wing according to Figure 2, 15
It becomes possible to manufacture inexpensive hollow blades with a cost reduction of ~20%.

さらに、前記中実翼ｌと比較すると、材料歩留りが約４
５％向上し、省資源的にも大きな効果がある。Furthermore, compared to the solid blade l, the material yield is about 4
This is a 5% improvement, and has a significant effect in terms of resource conservation.

なお、本実施例においては、中空翼の成形に先立って、
中空管体１５の内部に鉛２０を充填するようにしたが、
鉛に限らず、成形終了後の歪取り熱処理温度（約ａ５ｏ
ｒ）以下の融点を有する低融点金属もしくは合金、たと
えば、亜鉛、ビスマス、半田、その他などを充填するよ
うにしてもよい。In addition, in this example, prior to forming the hollow blade,
Although the hollow tube body 15 was filled with lead 20,
Not limited to lead, the strain relief heat treatment temperature after molding (approximately a5o
r) It may be filled with a low melting point metal or alloy having a melting point below, such as zinc, bismuth, solder, etc.

以上詳細に説明したように本発明によれば、その内部が
中空である中空翼を製造する方法において、一端をコイ
ニング加工したブランクを曲げ加工し、このブランクの
他端と前記コイニング加工部とを接合することにより中
空管体を形成し、この中空管体の内部に低融点金属もし
くは合金を充填したのち、型閉めしたときに中空翼の完
成品とほぼ同一形状に造形される空隙を設けた二分割密
閉型内へ挿入し、前記中空管体に管軸と垂直方向の荷重
を負荷することにより中空翼のプロフィ−金を除去する
ことによシ、中空翼を製造するようにしたので、高精度
の中空翼を安価に製造することができる。As explained in detail above, according to the present invention, in the method of manufacturing a hollow wing whose interior is hollow, a blank whose one end is coined is bent, and the other end of the blank is bent and the coined part is connected to the other end of the blank. A hollow tube is formed by joining, and after filling the inside of this hollow tube with a low melting point metal or alloy, a void is formed that is almost the same shape as the finished product of the hollow wing when the mold is closed. A hollow blade is manufactured by inserting the hollow tube into a two-part sealed mold and applying a load perpendicular to the tube axis to the hollow tube to remove the profile metal of the hollow blade. Therefore, high-precision hollow blades can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、従来の中実翼を示す斜視図、第２図は、従来
の中空翼の一例を示す断面図、第３図〜第６図は、本発
明の一実施例に係る中空翼の製造法を説明するための図
であシ、第３図は、すえ込み型により、ブランクの一端
をコイニング加工している状態を示す断面図、第４図は
、第３図に係るコイニング加工を実施したのち、ブラン
クを曲げ加工している状態を示す断面図、第５図は、第
４図に係る曲げ加工を実施した後のプラ／りの他端と、
前記コイニング加工部とを溶接してなる中空管体を示す
断面図、第６図は、第５図に係る中空管体の内部に鉛を
充填したのち、密閉型上、下ダイ内へ挿入し、型閉めし
て、中空翼を成形している状態を示す断面図である。 ６・・・シリンダ・ロッド、１０・・・ブランク、１０
ａ溶接部、１７・・・密閉型上ダイ、１８・・・密閉型
下ダイ、２０・・・鉛、２１・・・中空翼、２２・・・
二分割密閉ヒバ （ほか１名） 第１　目　　、。 茅２目FIG. 1 is a perspective view showing a conventional solid blade, FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional hollow blade, and FIGS. 3 to 6 are hollow blades according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing one end of the blank being coined by a swaging die, and FIG. 4 is a coining process according to FIG. 3. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the blank is bent after performing the bending process shown in FIG.
FIG. 6 is a sectional view showing a hollow tube body formed by welding the coining processing part with the hollow tube body shown in FIG. 5. After filling the inside of the hollow tube body according to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a hollow blade is formed by inserting the mold and closing the mold. 6...Cylinder rod, 10...Blank, 10
a Welding part, 17... Sealed upper die, 18... Sealed lower die, 20... Lead, 21... Hollow wing, 22...
Two-part sealed Hiba (and one other person) 1st. 2 eyes of grass

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、その内部が中空である中空翼を製造する方法におい
て、一端をコイニング加工したブランクを曲げ加工し、
このブランクの他端と前記コイニング加工部とを接合す
ることにより中空管体を形成し、この中空管体の内部に
低融点金属もしくは合金を充填したのち、型閉めしたと
きに中空翼の完成品とほぼ同一形状に造形される空隙を
設けた二分割密閉型内へ挿入し、前記中空管体に管軸と
垂直方向の荷重を負荷することにより中空翼のプロフィ
ールを成形し、その後、前記低融点金属もしくは合金を
除去することによシ、中空翼を製造することを特徴とす
る中空翼の製造法。1. In a method for manufacturing a hollow wing whose interior is hollow, a blank whose one end is coined is bent,
A hollow tube is formed by joining the other end of this blank to the coining part, and after filling the inside of this hollow tube with a low melting point metal or alloy, when the mold is closed, the hollow blades are formed. The hollow tube is inserted into a two-part sealed mold with a gap that is molded into almost the same shape as the finished product, and a load is applied to the hollow tube in a direction perpendicular to the tube axis to form the profile of the hollow wing. A method for manufacturing a hollow blade, characterized in that the hollow blade is manufactured by removing the low melting point metal or alloy.