JPS6161720A - タ−ビンロ−タの加工方法 - Google Patents

タ−ビンロ−タの加工方法

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JPS6161720A
JPS6161720A JP18285884A JP18285884A JPS6161720A JP S6161720 A JPS6161720 A JP S6161720A JP 18285884 A JP18285884 A JP 18285884A JP 18285884 A JP18285884 A JP 18285884A JP S6161720 A JPS6161720 A JP S6161720A
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JP
Japan
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machining
pressure side
tool
turbine rotor
blade
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JP18285884A
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English (en)
Inventor
Minoru Oota
稔 太田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10Working turbine blades or nozzles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は放電加工、超音波加工或いは研削加工等により
、導電性或いは非導電性セラミック1;!わ[等の高硬
度材料を用いて多数の兎を有するタービンロータを加工
するタービンロータのカロエ方法に関する。
(従来技術) セラミツ゛り材料を用いたタービンロータの翼をIJロ
エするには、セラミック材料が高硬度及び高脆性を有す
るものであることから、極めて困難な場合が多く、成形
上の難易度から超音波加工又は放電加工により翼を加工
することが主として行なわれてきた。
第8図(A)に示すような一般的な形状のセラミック材
料からなるタービンロータの岡4を、放電加工又は超音
波加工により成形するには、第8図(B)(C)に示す
ように内周面が翼4の形状に対応した形状に形成された
工具6を用いてロータ粗材3を加工して行なっている。
第8図(E3)(C>は1枚目の久5を途中まで111
.11. L/た状態を示し、工具6はその内。”! 
 −,5望の閾形状より隙間7 、i、二・−を大ぎい
空隙8を−j−−いる。この工具6は超行波又は放電加
工に、)、  タービンロータ3の半径方向に押し進め
られ、ロータ粗材3と工具6の間隙9に砥粒混合液又は
加工液を供給しながら加工が行なわれる。1枚目の岡4
が基部まで完了すると、翼枚故に応じたilJり出しを
行ない2枚目の翼を同様にして行なう。
第9図(A)〜(D)は時分III 54−32006
号公報に開示されたタービンロータの加工方法を示す図
である。この方法は工具6aをロータ粗材3aの半径方
向に押し進めることは前1fflした場合と同様である
が、工具6aとしては翼の圧力側面及び負圧側面が、翼
の最終的に意図された翼形に相当するよりも大きい加工
断面をもつ1つの柱状のものが用いられている。この工
具6aがまず、傾斜した直線から構成される一方の翼形
面10に沿って導かれ、その際直線母線の傾斜に従って
導かれ、その1原直線母線の傾斜に従って揺動され、そ
れから同様に傾斜した直線から4−%成される他方の翼
形面11に沿って導かれ、その際直線母線の傾斜に従っ
て1記動され、最終的な翼形より大きい工具の幅が、揺
動の大きさ°から得られるようにする。
第9図(D>はそれぞれ1つの圧力側、及びこれに対向
する負圧側が両方の加工側で所望の翼形に合わされ、か
つそれぞれ2つの加工すべき翼形面の間の加工すべき空
所へ、ロータ粗材3aに対して半径方向に導入される工
具6aによって同時に加工されることによって所望の岡
を1りる方法である。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、第9図に示すような従来のタービンロー
タの加工方法にあっては、又と翼の間隙にロータ粗材の
半径方向に工具を導入することにより、ロータ粗材を加
工するようにしているので、翼の形状を、タービンロー
タの効率を高め得るねじれた形状とすることは困難であ
った。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明はこのような従来技術の間−II点に着目してな
されたちのであり、ねじれた翼面を有するタービンロー
タを製造しく9るように刀ることを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、放電加工、超音波
加工或いは研削加工により、導電性或いは非導電性セラ
ミック材料等の高硬度材料からなり多数の翼を有するタ
ービンロータをhロエする方法において、円筒形外周面
を有する粗材に形成される菌の圧力側面と、当該圧力側
面と対向し合う隣りの響の負圧側面を加工する加工面と
を有する加工工具を、前記圧力側面と前記負圧側面とを
投影した面においてこれらが露呈する位置に設置した後
、前記面に垂直な方向に前記加工工具を前記粗材に導入
し、タービンロータを加工するようにしたことを特徴と
するタービンロータの加工方法である。
(実施例) 以下、本発明を図面に基づいてJ1明する。
第1〜5図は本発明の一実施例に係るタービンロータの
加工方法を示1図面であり、軸流タービン口=りの粗材
Wはセラミック等の高硬度材料により形成されてJラリ
、この外周部にWBが加工される。第1,2図は加工工
具下を用いて、b々電加工或いは超音波加工により翼B
1の負圧側面20と1182の圧力側面21とを加工し
た状態を示す図である。
第1.2図に示すように、タービンロータの粗材Wは回
転中心22からの半径寸法がRで幅寸法がCの円板形状
をなしており、外周部Sが円筒形状となっている。また
、加工工具「は負圧側面20と圧力羽部21との間の隙
間に対応した形状をなしている。第1図において、符号
23は回転中心軸22に達する径方向中心線のうち!1
直方向のものを示す。径方向中心線23に夕・1して第
1図に示すように、水平方向に所定のr([εだけずら
した位置に前記負圧側面20と圧力側面21とが位置す
るように、加工工具Tを径方向中心線23に対して距離
εだけずらした位置に設定する。これにより、第2図に
示ずように、負圧側面20と圧力側面21とを水平面に
投影した場合、この而においてこれらのf11側面20
と圧力側面21とが露呈する位置となる。その位置24
において1jロ工工具Tを放電加工ないし超音波加工に
伴って、前配水平面に対して垂直な方向、つまり、径方
向中心線23に対して平行な方向にロータ粗材Wに向(
プて矢印で示すように導入J゛る。
このにうに、負圧側面20と圧力側面21とを径方向中
心線23に対して水平方向に所定の距離εだレプずらし
た位置とすることにより、この位置において負圧側面2
0と圧力側面21とを平面側から投影した場合、それぞ
れの負圧側面20と圧力mll而21は、第2図に示ず
ように平面に露呈すると共に、負圧側面20と圧力側面
21は相互に壬なり合わないような位置となる。
加工工具Tはこれにより加工される]B1の負圧側面2
oと、これに対向し合うlB2の圧力側面21との間の
隙間に対応して、これと等しいか或いは近似した加工面
25.26を右する。加工部25は負圧側面20を加工
し、加工面26は圧力側面21を加工する。第3図(A
)はM81等0)1ツノ翼ノ導入縁(Leading 
 Ed(Je)部を示ず図であり、第3図(B)はこの
久B1の尾縁(TrailinOFc1Qe)部を示ず
図である。
加工面25は、導入縁部の頂線28よりも圧力側面であ
って、回転中心軸22に直角をなす方向の平面30と頂
部翼形29との接点31と、回転中心軸22に直角をな
す方向の平面33ど基部苅形32との接点34を結んだ
加工分割線35から、尾縁部の頂線36よりも負圧側面
であって、頂部翼形29と前述と同様な平面37との接
点38と、基部yQ形32と前述と同様な平面3つとの
接点40を結んだ加工分?1線41までの範囲の加工部
分を有する。
また、加工部26も、導入縁部の圧力側面であって、第
2図に示すように加工分割線35aから、加工分割線4
1aまでの範囲の加工部分を有するが、第2図に示す岡
B2におけるこの加工分割線35aと41aは、粗材W
を回転中心軸22を中心に所定のに1出し角度回転し、
第2図において粗材Wの表面を左方にずらずと、翼[3
1にお1プる加工分割線35.41とそれぞれ一致する
ことになる。
次に、第1.2図に示す加工工具Tを用いて被加工物で
ある軸流タービンロータ粗材Wを加工する手順について
説明する。
まず、第1.2図に示すように、位置決めされた粗材W
に対して、第2図に示すように粗材Wを平面側から投影
した場合に、加工されるべき翼の圧力側面20と圧力側
面21とがその平面に露呈するような位置に第1図に示
す径方向中心線のうち鉛直方向線23から水平方向にε
だけずれた位置に+J11工工具Tを設定すると共に、
閾に加工されるべぎ負圧側面20が加工工具Tの加工面
25にに形成された加工部分に相当し、かつ翼に加工さ
れるべき圧力側面21が加工工具下の加工部26の加工
部分に相当するように粗材Wの中心tQ22と平行な方
向に対して所定の位置に設定する。
この状態で加工工具Tを粗材Wに対して接近するように
導入する。第1,2図はこのようにして1つのWBlの
負圧側面20と、このWBlと隣り合うM4N32の圧
力側面21とを形成した状態を示η゛。
次いで、加工工具Tを粗材Wから離した後、粗材Wを第
1図において反時計方向に所定の角度割出し回転し、前
述と同様に加工工具下により翼を加工する。第4.5図
はこのようにして翼B2の負圧側面20と翼B3の圧力
側面21とを形成した状態を示す図であり、前述の加工
工程とによりSMB2の形成が完了する。尚、第4図は
第1図に対応し、第5図は第2図に相当するが、第5図
においては、加工工具Tが図示省略されている。
このような加工工程を順次繰り返して行なうことにより
、粗材Wの外周部全体に全ての翼Bが形成されることに
なる。
上述した加工を放電加工により行なうには、加工液中で
加工工具Tを電極として粗材Wに接近させ、所定の間隙
を保ってアーク放電を繰り返し発生させておこなう。ま
た、超音波加コニにより粗材を加よるには、加工工具T
を超音波で振動させ、工具Tと粗材Wどの間に砥粒と加
工il&との混合液を注入して粗材Wに工具Rを押しく
qけて行なう。
更に、電解加工により粗材を加工するには、塩類の水溶
液を電解液として工具Tを陰極とし、粗材Wを陽極とし
て粗材Wを電気化学的に溶解して行なう。
尚、上述した実施例においては、1つの加工工@王によ
りWa Bを加工した場合を示すが、それぞれ所定の径
方向中心線に対して所定の距離εだレプずらした状態に
設定された複数の加工工具Tにより同時にF:l数枚の
mBを加工するようにして加工効率を上げることも可能
である。
第6図(A)〜(D)は、本発明の他の実施例に係るタ
ービンロータの加工方法を示す図である。
図示する粗材Wには第1〜5図に示した粗材Wよりもね
じれが大きい翼Bの加工がなされる。
この場合には加工工具Tは第1加工工具T1ど第2加工
工具T2の2つからなり、第1加工工具T1ど第2加エ
エAT2にはそれぞれ分vJ面45と46が対応する位
置に形成されている。
第6図(B)に示ずように、粗材Wには3枚の92B1
〜B3が形成された状態が示されており、図示する状態
において粗材Wを平面に投影した状態では、分割面44
を中心にして尋人縁部側における181の負j王側面2
0と、W、B2の圧力側面21が平面に露呈・する一方
、分割線44を中心にして尾縁部側における翼B2の負
圧側面20と閾83の圧力側面21とが平面に露?して
いる状態となっている。したがって、第6図(A>にお
ける回転中心軸22及び径方向中心線23を含む鉛直面
23aを中心に右側の部分が第1加工工具下1により、
左側の部分が第2加工工具T2によりそれぞれ同時に加
工される。
加工工具T1.T2を用いてtffiBを加工するには
、径方向中心線23と平行な方向にそれぞれの加工工具
T1.T2を導入し、第6図(C)に示すように、第1
加工工具T1により岡B1の負圧側面20と翼B2の圧
力側面B2の導入縁部側を加工し、第2加工工具T2に
よりジζB2の負圧側面20と翼83の圧力側面21の
比縁部側を加工する。ついで、粗材Wを第6図(△)に
おいて反時計方向に所定の角度だ(プ割出し回転し、第
1加工工具T1によりVIJB2の負圧側面20と、1
JB3の圧力側面21とを加工し、第2加工工具T2に
よりWB2の負圧側面20と図示しない翼の圧力側面2
1を加工する。これを順次繰り返すことにより粗材Wの
全体にWBを形成する。
第7図(A)〜(C)は本発明の他の実施例に係るター
ビンロータの加工方法を示す図である。
この方法は例えば、第1〜5図に示す方法により翼Bが
形成された後、それぞれの負圧側面20と圧力側面21
の加工代Qを除去して仕上げ加工を研削砥石により行な
う場合に有用なものであり、第7図(A)に示すように
、V4 B 2の負圧側面20とWB3の圧力側面21
とを投影した面において、これらが露呈する位置に砥石
Gを有する加工工具下を設置し、これを回転さ仕てそれ
ぞれの面を加工するようにしたものである。
そしてこの場合には、加工すべぎ負圧側面20を有づる
MB2の圧力側面21とこれと対向し合う翼B1の負圧
側面20との間及び外周面Sに充1眞又は接着が可能な
ワックスDを充1眞又は)妄着し、す々B2の補強を行
なっている。更に、翼B3の負圧側面20と翼B4の圧
力側面21との間及び外周面Sにも同様に充填又は接着
が可能なワックスが充填又は接着されている。砥石Gに
よる加工が終了した後には、加工完了後の負圧側面20
と圧力側面21との間に上述したワックスを充填又は接
着し、順次それぞれの面20,21を加工していく。補
強用のワックスとしては、セラミックス加工用のワック
ス、接着剤の他、翼の補強を充分になし得るものであれ
ばどのようなものを用いてもよい。
第7図に示寸実施例においては、加工代Qが設けられて
いる。回転工具を使用した場合、振動等により特に翼が
薄くなる部位においては、翼の1ξ1]れや欠は等が発
生しやすく、加工速度を落としてもそれを防ぐことはで
きない場合があるが、この場合には関はあたかもその同
(aもの厚みをもっているかのようにすることができ、
同時に加工される部分と、加工されない部分との境界、
例えば萌)ボした加工分割線44及び翼の頂部製形2つ
の部分等における分けや欠は等の発止を防止するのに有
効な手段となるものである。
尚、ワックス等により叢の補強を行なう方法は超音波加
工等の前121s シた他の加工方法においても有用で
ある。
(発明の効果) 以上のJ:うに、本発明ににれば、放電加工、超音波加
工或いはrtlI削加工等により、専電性或いは非尋電
性セラミック材i8+等の高硬度月相からなり多数の国
を有ザるタービンロータをlJO工する方法において、
円筒形外周面を有する粗材に形成される翼の圧力側面と
、当該圧力側面と対向し合う隣りの翼の負圧側面を加工
する加工面とを有−する加工工具を、前記圧力側面と前
記負圧側面とを投影した面においてこれらが露呈する位
置に設置した後、前記面に垂直な方向に前記加工工具を
前記粗材に導入し、タービンロータを加工するようにし
たので、タービンロータとして高い効率を得ることがで
きるねじれの大きな画形状を有するタービンロータを加
工することがでるという(配れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るタービンロータの加工
方法を示し第2図における[−1線に沿う断面図、第2
図は第1図におりるS(i面図、第3図(A>は本発明
の加工方法に−こり形成された閾の導入縁部を示ザ平面
図、第3図(B)は本発明の加工方法により形成された
翼の尾縁部を示す平面図、第4図は1つの翼の加工が完
了した状態を示し第5図における117−IV線に沿う
IDi面図、第5図は第4図の平面図、第6図(A)は
本発明の他の実施例に係るタービンロータの加工方法を
示し同図(B)におけるVf −Vf線に沿う断面図、
第6図(、B )は同図(△)の平面図、第6図(C)
(D)は加工状態を示す平面図、第7図(A)は本発明
の他の実施例に係るタービンロータの加工方法を示し同
図(B)における■−■線に沿う断面図、第7図(B)
は同図(A>の平面図、第7図(C)は同図CB)の要
部拡大断面図、第8図(A)〜(C)は従来のタービン
ロータの加工方法を示ず斜視図及び断面図、第9図(A
)〜(0)は他の従来のタービンhロエ方法を示ず斜視
図、平面図及び断面図である。 20・・・負圧側面、21・・・圧力側面、22・・・
径方向中心(軸、25・・・加工面、26・・・加工面
、W・・・オ′ロ材、T、T1.T2・・・加工工具、
特許出願人     日産自動車株式会社(B) 第 5 図 」 (D) −i、pz (B)(C) ・5・1シ  υ (C) 目

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 放電加工、超音波加工或いは研削加工等により、導電性
    或いは非導電性セラミック材料等の高硬度材料からなり
    多数の翼を有するタービンロータを加工する方法におい
    て、円筒形外周面を有する粗材に形成される翼の圧力側
    面と、当該圧力側面と対向し合う隣りの翼の負圧側面を
    加工する加工面とを有する加工工具を、前記圧力側面と
    前記負圧側面とを投影した面においてこれらが露呈する
    位置に設置した後、前記面に垂直な方向に前記加工工具
    を前記粗材に導入し、タービンロータを加工するように
    したことを特徴とするタービンロータの加工方法
JP18285884A 1984-09-03 1984-09-03 タ−ビンロ−タの加工方法 Pending JPS6161720A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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