JPH0373376B2 - - Google Patents
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- JPH0373376B2 JPH0373376B2 JP11741784A JP11741784A JPH0373376B2 JP H0373376 B2 JPH0373376 B2 JP H0373376B2 JP 11741784 A JP11741784 A JP 11741784A JP 11741784 A JP11741784 A JP 11741784A JP H0373376 B2 JPH0373376 B2 JP H0373376B2
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- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、金属加工に係り、更に詳細には複雑
な断面形状の金属製の円錐体を製造する方法に係
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to metal processing, and more particularly to a method for manufacturing metal cones of complex cross-sectional shapes.
リング形の金属構造体が使用される多くの物品
が存在する。完成したリングが比較的厚さの薄い
ものである場合には、予備的な成形体が非効率的
な形状に形成されると、機械加工中にかなりの材
料が廃棄されることになる。かかる理由から、加
工開始材料がビレツト又は板の一部であることが
好ましいことは希である。一般に加工開始材料は
鍛造又は鍛練された材料、鋳造品、又は溶接品で
ある。 There are many articles in which ring-shaped metal structures are used. If the finished ring is of relatively thin thickness, significant material will be wasted during machining if the preform is formed into an inefficient shape. For these reasons, it is rarely preferred that the starting material be part of a billet or plate. Generally, the starting material is a forged or wrought material, a cast product, or a welded product.
比較的脆弱なリング形成形体を製造する場合の
問題はガスタービンエンジンの製造に於て特に明
瞭である。この種の機械に於ては、それらに使用
される金属が所要の高強度特性を有しているので
加工が困難である。更に航空機の用途に於ては、
リングは重量を低減すべく非常に薄いことが多
い。このことは比較的厳しい公差の鍛造品や鋳造
品を使用することにより機械加工に伴なつてかな
りの材料が廃棄されることを意味する。 The problem of manufacturing relatively brittle ring-forming features is particularly evident in the manufacture of gas turbine engines. Machines of this type are difficult to machine because the metals used in them have the required high strength properties. Furthermore, in aircraft applications,
Rings are often very thin to reduce weight. This means that a significant amount of material is wasted during machining due to the use of relatively tight tolerance forgings and castings.
従つて、リング状の予備成形体を製造するため
にリング圧延法が使用されることが多い。最も一
般的には、リング圧延法は比較的加工度の低い第
1のリング形の成形体を形成し、次いでその形成
体を適当な機械にて圧延してその直径及び断面積
を必要とされる値に近い値に変化させることを含
んでいる。第一のリング形の成形体を形成するた
めの開始材料は一般的には鍛造品又は孔を開けら
れた板の如き他の形態の鍛練された材料である。
またバー材の一部を使用し、それを第一の直径の
リングに圧延し、その棒材の両端をそれらが対向
する部分にて突合せ溶接することもよく行われ
る。第二のより大きい直径にリング圧延する場合
には、溶接部はもとの材料と共に必然的に且好ま
しく加工される。 Therefore, ring rolling is often used to produce ring-shaped preforms. Most commonly, the ring rolling method involves forming a first ring-shaped compact with a relatively low degree of processing, and then rolling that compact in a suitable machine to the desired diameter and cross-sectional area. This includes changing the value to a value close to that of the actual value. The starting material for forming the first ring-shaped compact is generally a forging or other form of wrought material such as a perforated plate.
It is also common practice to use a section of bar stock, roll it into a ring of a first diameter, and butt weld the ends of the bar stock where they face each other. In the case of ring rolling to a second, larger diameter, the weld is necessarily and preferably processed together with the original material.
リング圧延のための機械は一般に技術文献に記
載されている。米国特許第3999416号は特にガス
タービンエンジンに有用な所定形状のリングを形
成することに関するものである。この米国特許に
開示された方法は複数個の所定形状のダイス型間
にて連続的に冷間圧延することを含んでいる。 Machines for ring rolling are generally described in the technical literature. U.S. Pat. No. 3,999,416 relates specifically to forming rings of a predetermined shape useful in gas turbine engines. The method disclosed in this patent includes continuous cold rolling between a plurality of shaped dies.
円錐体を製造することは直線的な円筒体を製造
することよりも困難である。例えば平坦な金属板
を切頭円錐形に加工する最も一般的な方法は、平
坦な金属板より所定形状の金属板を切出し、それ
を3ロール圧延機又は4ロール圧延機を用いてリ
ングに成形することである。この点に関し、アメ
リカ合衆国オハイオ州、メタルズパーク所在の
American Society for Metalsより出版された
Metals Handbookの第8編、第4巻の第222頁、
及び米国特許第4195509号、同第3623349号、同第
3279229号を参照されたい。 Manufacturing cones is more difficult than manufacturing straight cylinders. For example, the most common method for processing a flat metal plate into a truncated cone shape is to cut a metal plate of a predetermined shape from a flat metal plate, and then form it into a ring using a 3-roll rolling mill or a 4-roll rolling mill. It is to be. In this regard, Metals Park, Ohio, United States of America,
Published by American Society for Metals
Metals Handbook, Volume 8, Volume 4, Page 222,
and U.S. Patent No. 4195509, U.S. Patent No. 3623349, U.S. Patent No.
Please refer to No. 3279229.
平坦な金属の圧延は、過去30年しか十分には解
析されていないので科学というよりはむしろ工学
であると言われている。リング圧延は平坦な材料
よりも幾分かより複雑なジオメトリーに関するも
のであり、従つて円筒のリングを成形する塑性メ
カニズムの多くの局面は現在のところ解つていな
い。この点に関し1979年版のInternational
Metal ReviewsのNo.4の137〜148頁にW.
Johnson等により著わされた「Rolling of
Rings」を参照されたい。かくして円錐形のリン
グを圧延により製造する「科学」が存在しないの
で、できるだけ材料の廃棄を低減しできるだけ経
済性を向上させるという点に関する限り、技術的
な改良が科学的な解析よりも遥かに必要とされて
いる。 Flat metal rolling is said to be more of an engineering than a science, as it has only been fully studied in the past 30 years. Ring rolling involves somewhat more complex geometries than flat materials, and therefore many aspects of the plastic mechanisms that form cylindrical rings are currently unknown. In this regard, the 1979 International
In Metal Reviews No. 4, pages 137-148, W.
“Rolling of
Please refer to "Rings". Thus, since there is no "science" of producing conical rings by rolling, technical improvements are much more necessary than scientific analysis as far as possible reduction of material waste and as much economy as possible is concerned. It is said that
本発明の一つの目的は、物品の断面が比較的正
確な寸法に形成された切頭円錐形の金属板製の円
錐体を製造する効率的な方法を提供することであ
る。本発明の他の一つの目的は、ガスタービンの
燃焼器のライナの製造に適した形状にニツケル超
合金を成形するための方法を提供することであ
る。 One object of the present invention is to provide an efficient method for manufacturing a frusto-conical sheet metal cone with relatively precisely dimensioned article cross-sections. Another object of the present invention is to provide a method for forming nickel superalloys into shapes suitable for manufacturing gas turbine combustor liners.
一般に、本発明は、断面の一方の部分の厚さが
他方の部分の厚さよりも大きく低減されるよう加
工片を長手方向に圧延することを含んでいる。こ
のことにより湾曲した台形が形成され、該台形は
3ロール圧延機にてリングに成形されると円錐形
となる。 Generally, the invention involves longitudinally rolling a workpiece such that the thickness of one portion of the cross section is reduced to a greater extent than the thickness of the other portion. This forms a curved trapezoid, which becomes conical when formed into a ring on a three-roll mill.
本発明の方法の好ましい実施例によれば、それ
ぞれ特定の形状に予め形成された外形を有する二
つの直線的な材料片が長手方向の溶接によつて接
合される。例えばT字形の断面形状を有する棒状
の材料が平坦な板状の材料片に接合される。次い
でかくして溶接された加工片が一方の部分を他方
の部分よりも大きく厚さを低減するコンターロー
ルにそれを通すことによつて長手方向に圧延され
る。例えば第一の部分の厚さは10%低減され、第
二の部分の厚さは30%低減される。コンター圧延
により圧延された溶接された加工片の断面形状は
圧延されたリングに於て必要とされる外形に実質
的に等しい。コンター圧延工程中には溶接部はそ
の特性を改善することを補助すべく断面が低減さ
れることが好ましい。圧下量が異なるので、コン
ター圧延により加工された加工片は一方の長手方
向側縁に於ける長さが他方の長手方向側縁に於け
る長さよりも長くなる。次いで加工片はそれを通
常の3ロール圧延機に通すなどの方法によつて円
形に形成される。繰返し行われるパスに於てロー
ル間の間隙が徐々に低減されることにより加工片
がリングに成形され、その両端が実質的に当接す
るようになる。かくして円形に加工された加工片
の形状は実質的に切頭円錐形となる。かかる円錐
形の両端は互にオーバーラツプし、それらが注意
深くトリミングされ且溶接されることが好まし
い。次いでかくして溶接された円錐体は、必要と
される精度に応じて最終の所望の寸法に再度の圧
延又は他の方法により寸法仕上げされる。 According to a preferred embodiment of the method of the invention, two rectilinear pieces of material each having a specific preformed contour are joined by longitudinal welding. For example, a rod-shaped material having a T-shaped cross-section is joined to a flat plate-shaped piece of material. The thus welded workpiece is then longitudinally rolled by passing it through contour rolls which reduce the thickness of one section more than the other. For example, the thickness of the first part is reduced by 10% and the thickness of the second part is reduced by 30%. The cross-sectional shape of the welded workpiece rolled by contour rolling is substantially equal to the profile required in the rolled ring. During the contour rolling process, the weld is preferably reduced in cross-section to help improve its properties. Since the reduction amounts are different, the length of the workpiece processed by contour rolling at one longitudinal side edge is longer than the length at the other longitudinal side edge. The workpiece is then formed into a circular shape by such methods as passing it through a conventional three roll mill. In repeated passes, the gap between the rolls is gradually reduced so that the workpiece is formed into a ring, the ends of which substantially abut. The shape of the circularly machined workpiece thus becomes substantially a truncated cone. Preferably, the ends of such a cone overlap each other and they are carefully trimmed and welded. The thus welded cone is then re-rolled or otherwise dimensioned to the final desired dimensions, depending on the accuracy required.
加工片の長手方向に互に隣接する部分に於ける
断面積の相対的低減量をそれがコンター圧延され
た後であつて円形に成形される前に変化させるこ
とにより、任意の形状の円錐体を製造することが
できる。対応する側縁の長さの差は圧下量の相違
にほぼ対応している。またこれに対応して円錐角
が決定される。 By varying the relative reduction in the cross-sectional area of longitudinally adjacent sections of the workpiece after it has been contour rolled and before it has been formed into a circular shape, a cone of arbitrary shape can be produced. can be manufactured. The difference in the length of the corresponding side edges approximately corresponds to the difference in the amount of reduction. Also, the cone angle is determined accordingly.
本発明の方法に於ては、他の方法に於て生じる
ことのあるスカツフイングに曝されることのない
比較的単純な外形のロールしか必要とされない。
更に本発明の方法によれば、開始材料として低廉
な圧延材を使用することができ、また良好な周縁
方向の溶接特性を得ることができる。 The method of the present invention requires only relatively simple profile rolls that are not subject to scuffing that can occur in other methods.
Furthermore, according to the method of the invention, inexpensive rolled material can be used as starting material and good welding properties in the circumferential direction can be obtained.
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.
これより本発明を、本願出願人と同一の譲受人
に譲渡された米国特許第4380906号に記載されて
いる如きガスタービンエンジン用の燃焼器ライナ
の円錐体を製造することに関し本発明を説明する
が、本発明は他の用途の金属板製の円錐体を製造
することにも有用なものである。 The present invention will now be described with respect to manufacturing a combustor liner cone for a gas turbine engine such as that described in commonly assigned U.S. Pat. No. 4,380,906. However, the present invention is also useful for manufacturing cones made of sheet metal for other uses.
燃焼器のライナは高温用の超合金にて形成され
ている。後に説明する実施例は合金Hastelloy
X(22wt%Cr、18.5wt%Fe、1.5wt%Co、0.10wt
%C、9wt%Mo、0.6wt%W、残部Ni)にて形成
されたライナセグメントの製造に関するものであ
る。本発明は圧延によつて成形可能であり且それ
自身に溶接可能な任意の材料(或る種の非金属材
料を含む)にも有用なものである。 The combustor liner is made of high temperature superalloy. The examples described below are alloy Hastelloy.
X (22wt%Cr, 18.5wt%Fe, 1.5wt%Co, 0.10wt
%C, 9wt%Mo, 0.6wt%W, balance Ni). The present invention is useful with any material that can be formed by rolling and welded to itself, including certain non-metallic materials.
燃焼器のライナは、一般に、互に係合する一連
の切頭円錐形のセグメントよりなる環状の構造体
である。この点に関し例えば米国特許第4077205
号及び同第3978662号を参照されたい。一つの典
型的な燃焼器のライナセグメント40の形状が第
1図に示されている。円錐角は種々のものであつ
てよく、本明細書に於て円錐角とは円錐の頂角の
半分であり、第2図に示されている如くライナセ
グメント40の断面と中心軸線42との間の角度
Pである。一般に燃焼器のライナセグメントの円
錐角は35゜までである。今日までの研究開発の結
果によれば、本発明は少なくとも54゜までの円錐
角を有する円錐体の製造に有用なものである。 Combustor liners are generally annular structures consisting of a series of interengaging frusto-conical segments. In this regard, for example, US Pat. No. 4,077,205
See No. 3978662. The shape of one typical combustor liner segment 40 is shown in FIG. The cone angle may vary, and as used herein, the cone angle is one-half the apex angle of the cone, which is the relationship between the cross section of the liner segment 40 and the central axis 42, as shown in FIG. The angle P between Typically, the cone angle of the combustor liner segment is up to 35°. According to the results of research and development to date, the present invention is useful for producing cones having cone angles of at least up to 54 degrees.
以下の例は第1図及び第2図に示されたものと
同様の断面形状を有する円錐体を製造する場合に
於ける本発明の好ましい実施例である。製造の各
工程が第3図に示されている。一般に、通常の形
状にて圧延が開始され、2種類の材料が先ず第一
の組の正確な寸法にコンター圧延され、次いで互
に溶接され、再度コンター圧延され、次いで切頭
円錐形を含む円形に成形される。第3図に示され
た工程A1〜A3に於て、工程A1に於ける直径16mm
の丸棒が工程A2及びA3に於て特定の断面形状を
有する加工片10にコンター圧延される。この場
合コンター圧延は通常の高速二段圧延機に複数回
通すことにより行われ、圧延を容易に実施しまた
材料中に加工による割れが発生することを回避す
べく、各コンター圧延工程の間に1150℃にて1時
間に亙る焼なましが行われる。加工片10が工程
A3に於て工程A1に於ける条件に比較されると、
その断面積は実質的に低減されており、勿論加工
片の長さはこれに対応して実質的に増大されてい
る。周知の如く、かかる結果が得られるのがコン
ター圧延の特徴である。第3図に於て、工程A3
に於ける加工片の横方向の寸法は工程A1に於け
る材料の幅に対し約20%増大されている。 The following example is a preferred embodiment of the invention in producing a cone having a cross-sectional shape similar to that shown in FIGS. 1 and 2. Each manufacturing step is shown in FIG. Generally, rolling begins in a conventional shape, where the two materials are first contour rolled to a first set of precise dimensions, then welded together, contour rolled again, and then rounded, including a truncated cone. is formed into. In steps A1 to A3 shown in Figure 3, the diameter of 16 mm in step A1
The round bar is contour rolled into a workpiece 10 having a specific cross-sectional shape in steps A2 and A3. In this case, contour rolling is performed by passing it through a conventional high-speed two-high rolling mill multiple times, and in order to facilitate rolling and to avoid cracks in the material due to processing, between each contour rolling process, Annealing is performed at 1150°C for 1 hour. Workpiece 10 is the process
When A3 is compared with the conditions in process A1,
Its cross-sectional area has been substantially reduced and, of course, the length of the workpiece has been correspondingly substantially increased. As is well known, it is a feature of contour rolling that such results can be obtained. In Figure 3, process A3
The lateral dimensions of the workpiece in step A1 are increased by about 20% relative to the width of the material in step A1.
同様に、工程B1に示されて平坦な帯材が工程
B2に示されている如くフランジを有する溝形の
加工片11にコンター圧延される。次いで加工片
11が工程B3に於て軸線方向にこの切断等によ
つて分割され、これにより二つの独立した加工片
12及び14が形成される。加工片12はそれ以
降の工程に於て使用され、加工片14は他の組立
体を製造するために使用される。 Similarly, the flat strip shown in step B1 is
It is contour rolled into a groove-shaped work piece 11 with flanges as shown at B2. Next, in step B3, the workpiece 11 is divided in the axial direction by this cutting or the like, thereby forming two independent workpieces 12 and 14. Workpiece 12 is used in subsequent steps and workpiece 14 is used to manufacture other assemblies.
工程C1に於ては、加工片12が長手方向の溶
接部16に沿つて加工片10に突合せ溶接され、
これにより溶接された加工片18が形成される。
以上の各工程に於て重要なことは、加工片12の
厚さT1が加工片10の厚さT2よりも大きいこと
であり、この場合の厚さは溶接部の近傍に於て測
定された値である。溶接を良好に実施するために
必要である如く、溶接部の厚さを実質的にT1に
すべく、溶接に際し溶加材が溶接部に供給され
る。 In step C1, the workpiece 12 is butt welded to the workpiece 10 along the longitudinal weld 16;
This forms a welded workpiece 18.
What is important in each of the above steps is that the thickness T1 of the workpiece 12 is greater than the thickness T2 of the workpiece 10, and in this case the thickness is measured near the weld. It is a value. Filler metal is supplied to the weld during welding to bring the thickness of the weld to substantially T1, as required for successful welding.
次いで工程C2に於て加工片18は以下に説明
する好ましい又は随意の工程に於て幾分が修正さ
れる点を除き最終物品に於て必要とされる断面形
状に非常に近い断面形状に成形し得る形状に形成
されたコンターロールに通される。このコンター
圧延工程C2に於ては、部分12の厚さT1が好ま
しくはT2よりも僅かに小さい新たな厚さT3に低
減される。換言すれば、部分10の断面積が比較
的少量だけ低減され又は全く低減されず、部分1
2の断面積が実質的に低減される。このことによ
り加工片18が第4図に示されている如く、部分
12の側に於ける長さL1が部分10の側に於け
る長さL2よりも長い湾曲した台形になる。部分
12の断面積が大きく低減される限り、工程C2
に於て部分10の断面積を実質的に低減すること
が可能である。 In step C2, the workpiece 18 is then formed into a cross-sectional shape that closely approximates that required in the final article, except for some modifications in the preferred or optional steps described below. It is passed through a contour roll formed into a suitable shape. In this contour rolling step C2, the thickness T1 of the portion 12 is reduced to a new thickness T3, which is preferably slightly smaller than T2. In other words, the cross-sectional area of portion 10 is reduced by a relatively small amount or not at all, and portion 1
2 is substantially reduced. This results in the workpiece 18 becoming a curved trapezoid, as shown in FIG. 4, in which length L1 on the side of section 12 is longer than length L2 on the side of section 10. As long as the cross-sectional area of part 12 is greatly reduced, step C2
It is possible to substantially reduce the cross-sectional area of portion 10 in this case.
本願発明者等は、厚さT3が厚さT1の約75%で
ある場合には、工程C1に示された形状より工程
C2に示された形状に加工片を成形するに必要な
コンター圧延のパス回数は1回であることを見出
した。圧下量及び材料特性に応じて複数回の圧延
工程及び焼なましが採用されてよい。本発明のこ
の点に関する一例として、厚さT2は1.4mmであ
り、厚さT1は1.65〜1.78mmである。工程C2が完
了した後には、厚さT3は約1.27mmである。長さ
が約3.04mであり幅が約3.7cmである加工片に於
ては、長さL1は長さL2よりも約12%大きくなつ
た。かくして得られる円錐角は名目上は加工片の
長さ及び幅の変化を反映する。二つの部分10及
び12の側縁の長さの変化の比率はそれらの断面
積の低減比率よりも幾分か小さい。このことは断
面が一様でない加工片を加工する際の金属の流れ
の複雑な動力学の関数である。特定の加工片につ
いて十分な実験を行うことにより、工程C2の前
後に於ける加工片の寸法関係を求めることができ
る。 The inventors believe that when the thickness T3 is approximately 75% of the thickness T1, the process
It has been found that the number of passes of contour rolling required to form the work piece into the shape shown in C2 is one. Depending on the reduction amount and material properties, multiple rolling steps and annealing may be employed. As an example in this aspect of the invention, thickness T2 is 1.4 mm and thickness T1 is 1.65-1.78 mm. After step C2 is completed, the thickness T3 is about 1.27 mm. For a work piece with a length of about 3.04 m and a width of about 3.7 cm, length L1 was about 12% larger than length L2. The resulting cone angle nominally reflects changes in length and width of the workpiece. The ratio of the change in length of the side edges of the two parts 10 and 12 is somewhat smaller than the ratio of reduction in their cross-sectional area. This is a function of the complex dynamics of metal flow when machining workpieces with non-uniform cross-sections. By conducting sufficient experiments on a specific workpiece, the dimensional relationship of the workpiece before and after step C2 can be determined.
次の工程C3に於ては、加工片18が3ロール
圧延機又は4ロール圧延機に通される。これらの
圧延機は第5図に示されている如く通常のリング
成形装置である。ロール20は加工片26が装置
に連続的に適される間固定ロール22及び24に
近付く方向へ徐々に移動される。加工片の両端が
幾分か互にオーバーラツプするまで3ロール成形
が継続される。次いで加工片が3ロール圧延機よ
り取り外され、その両端が所望の周縁方向長さと
なるようトリミングされ、次いでライナセグメン
ト40を形成すべく第1図に示されている如く軸
線方向の接合部28に沿つて突合せ溶接される。
長さL1は長さL2よりも既に長くなつているので、
上述の如く突合せ溶接することにより形成された
円形の加工片は切頭円錐形になる。 In the next step C3, the workpiece 18 is passed through a three-roll mill or a four-roll mill. These rolling mills are conventional ring forming machines as shown in FIG. Roll 20 is gradually moved toward stationary rolls 22 and 24 while workpieces 26 are continuously applied to the apparatus. Three roll forming continues until the ends of the workpiece overlap each other somewhat. The workpiece is then removed from the three-roll mill, its ends trimmed to the desired circumferential length, and then axially joined 28 as shown in FIG. 1 to form liner segments 40. Butt welded along.
Since length L1 is already longer than length L2,
A circular workpiece formed by butt welding as described above has a truncated conical shape.
部分10の長さの小さいほうの側縁は平均直径
D10を有するライナセグメント40の一部とな
り、この場合平均直径D10は部分12の長さの大
きいほうの側縁により形成される部分の平均直径
D12よりも小さい。従つて円錐角は加工片18の
長手方向に互に突合せ溶接された二つの部分10
及び12の相対的圧下量により決定される。上述
のテーパとは逆のテーパを有する円錐体が必要な
場合には、加工片10の断面積は加工片12の断
面積よりも大きく低減される。 The smaller side edge of the length of section 10 has an average diameter
D10, where the average diameter D10 is the average diameter of the portion formed by the larger side edges of the length of the portion 12.
Smaller than D12. Therefore, the cone angle of the two parts 10 butt-welded to each other in the longitudinal direction of the workpiece 18 is
and the relative reduction amount of 12. If a cone with a taper opposite to that described above is desired, the cross-sectional area of the workpiece 10 is reduced to a greater extent than the cross-sectional area of the workpiece 12.
燃焼器ライナの場合の如く、良好な寸法精度が
必要とされる用途については、工程C5に示され
ている如く、上述の一連の工程により形成された
円錐体が、膨張可能なアンドレル又は分解可能な
外ダイス型を有する機械を用いて溶接後に伸張又
は収縮されてよい。かかる機械がアメリカ合衆国
ケンタツキー州、ルイスヴイル所在のCemco
Inc.によりModel H180−200として製造され販
売されている。直径を0.5〜5%増大させるため
には一般にストレツチフオーミングが採用され
る。加工片の長手方向の両端が軸線方向の溶接部
に於て互に接合された後に円錐形の寸法を更に変
化させるべく、従来より公知の他の成形法が使用
されてよい。 For applications where good dimensional accuracy is required, such as in the case of combustor liners, the cone formed by the above series of steps can be used as an inflatable and removable or It may be expanded or contracted after welding using a machine with a regular outer die. Such machines were manufactured by Cemco, Louisville, Kentucky, USA.
Manufactured and sold by Inc. as Model H180-200. Stretch forming is commonly employed to increase the diameter by 0.5-5%. Other forming methods known in the art may be used to further change the dimensions of the cone after the longitudinal ends of the workpiece have been joined together at the axial weld.
金属板の加工に従事する当業者には、平坦な金
属材料より台形の加工片を切出し、該加工片を通
常の3ロール圧延機に通すことによつては、本発
明の方法により得られる円錐形と同様の円錐形を
得ることができないことが理解されよう。上述の
方法に於ては、湾曲された台形の両端を互に当接
させることにより円錐体を形成することができる
が、かくして形成された円錐体の両端は互に平行
な平面内には存在しない。 A person skilled in the art in the processing of metal sheets will know that by cutting a trapezoidal workpiece from a flat metal material and passing the workpiece through a conventional three-roll rolling mill, the conical shape obtained by the method of the invention can be obtained. It will be understood that it is not possible to obtain a conical shape similar to the shape. In the above method, a cone can be formed by bringing the ends of a curved trapezoid into contact with each other, but the ends of the cone thus formed do not lie in mutually parallel planes. do not.
ガスタービンエンジン用の燃焼器ライナを製造
する場合には、第1図、第3図、第4図に示され
た長手方向及び周縁方向の溶接部16及び28に
沿つて良好な性質が得られることが重要である。
従つて溶接部の厚さは加工片の低減された厚さ、
即ち第3図の部分12の厚さT1と一致するよう
にされることが好ましい。このことにより溶接部
も適正に加工されることが確保される。工程C3
の後に於て加工片が第1図に示された構造体を形
成すべく軸線方向の溶接が行われた後には、その
円錐体は溶接部を再結晶化させ且所望の疲労特性
を得るべく熱処理される。1982年11月10日付にて
出願され本願出願人と同一の譲受人に譲渡された
米国特許出願第440674号に詳細に開示されている
如く、溶接部の加工及び熱処理には臨界性が存在
する。即ち溶接部の断面積は少なくとも20%低減
され、溶接部は1150〜1175℃にて1時間に亙り熱
処理されることが好ましい。 When manufacturing combustor liners for gas turbine engines, good properties are obtained along the longitudinal and circumferential welds 16 and 28 shown in FIGS. 1, 3, and 4. This is very important.
The thickness of the weld is therefore the reduced thickness of the workpiece,
That is, it is preferable to match the thickness T1 of the portion 12 in FIG. 3. This ensures that the welds are also machined properly. Process C3
After the workpieces have been axially welded to form the structure shown in FIG. Heat treated. As disclosed in detail in U.S. Pat. . That is, the cross-sectional area of the weld is preferably reduced by at least 20% and the weld is heat treated at 1150-1175°C for 1 hour.
勿論本発明の方法の実施に際し二つの加工片が
長手方向に溶接されることは必ずしも必要ではな
い。例えば第6図に示されている如く、工程D1
に示された平坦な棒材の加工片が工程D2に示さ
れた第一の形状にコンター圧延によつて成形され
てよい。工程D2に於ける加工片は第一の部分3
0とこれに連続する第二の部分32とを有してい
る。次の工程D3に於て第一の部分30の断面積
が低減され、第二の部分32の断面積はそれ程低
減されない。このことにより前述の実施例に於け
るテーパとは逆のテーパを有する円錐体が形成さ
れる。 Of course, it is not absolutely necessary for the two workpieces to be longitudinally welded when carrying out the method of the invention. For example, as shown in FIG. 6, step D1
The flat bar workpiece shown in may be formed into the first shape shown in step D2 by contour rolling. The processed piece in process D2 is the first part 3
0 and a second portion 32 continuous thereto. In the next step D3, the cross-sectional area of the first portion 30 is reduced, and the cross-sectional area of the second portion 32 is not reduced as much. This creates a cone with a taper opposite to that in the previous embodiment.
図示の如き複雑な断面形状を有する円錐体を製
造する場合には、第6図に示された方法は以下の
二つの理由から一般には好ましくない。第一に、
工程D2に示された形状の加工片を形成するため
には、材料の金属が過剰に塑性によつて移動しな
ければならない。第二に、工程D2に示された形
状に成形するための第一の組のコンターロール及
び工程D3に示された形状に成形するための第二
の組のコンターロールの2組のコーターロールが
必要とされる。これに対し第3図に示された方法
を採用すれば、工程C2の加工に於て使用される
コンターロールを工程A及びBに示された独立の
工程に使用することができる。第3図に示された
好ましい実施例に於ては、必要とされる最大圧延
力及び圧延機の大きさを第6図に示された実施例
に於て必要とされる圧延力及び大きさよりも低減
することができる。 When manufacturing a cone having a complicated cross-sectional shape as shown, the method shown in FIG. 6 is generally not preferred for the following two reasons. Primarily,
In order to form a workpiece with the shape shown in step D2, the metal of the material must undergo excessive plastic movement. Second, two sets of coater rolls are used: a first set of contour rolls for forming into the shape shown in step D2 and a second set of contour rolls for forming into the shape shown in step D3. Needed. On the other hand, if the method shown in FIG. 3 is adopted, the contour roll used in the processing of step C2 can be used in the independent steps shown in steps A and B. In the preferred embodiment shown in FIG. 3, the maximum rolling force and mill size required are greater than the rolling force and size required in the embodiment shown in FIG. can also be reduced.
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。 Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, the present invention is not limited to such embodiments, and it is understood that various embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art.
第1図は本発明により形成された切頭円錐形を
有する燃焼器のライナセグメントを示す斜視図で
ある。第2図は第1図に示されたライナセグメン
トの断面を示す拡大断面図である。第3図は本発
明の一つの実施例を示す工程図である。第4図は
第3図に示された実施例の工程C3に於て形成さ
れた加工片を示す斜視図である。第5図は第4図
に示された加工片を円形に成形する3ロール成形
を示す解図である。第6図は溶接が行われない本
発明の方法の他の一つの実施例を示す工程図であ
る。
10,12,14……加工片(部分)、16…
…溶接部、18……溶接された加工片、20……
ロール、22,24……固定ロール、26……加
工片、28……軸線方向の接合部、30……第一
の部分、32……第二の部分、40……ライナセ
グメント、42……中心軸線。
FIG. 1 is a perspective view of a combustor liner segment having a frusto-conical shape formed in accordance with the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the liner segment shown in FIG. 1; FIG. 3 is a process diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a work piece formed in step C3 of the embodiment shown in FIG. FIG. 5 is an illustrative diagram showing three-roll forming for forming the work piece shown in FIG. 4 into a circular shape. FIG. 6 is a process diagram showing another embodiment of the method of the present invention in which welding is not performed. 10, 12, 14...Worked piece (part), 16...
...Welded part, 18... Welded work piece, 20...
Rolls, 22, 24... fixed roll, 26... workpiece, 28... axial joint, 30... first part, 32... second part, 40... liner segment, 42... central axis.
Claims (1)
有する材料の第一の加工片を用意する過程と、 前記第一の加工片を第二の長さ、第二の断面
積、及び前記第一の加工片の厚さよりも大きい第
二の厚さを有する材料の第二の加工片に突合せ溶
接し、これにより突合せ溶接された二つの加工片
の長さに沿つて延在する溶接部を有する溶接され
た加工片を形成する過程と、 前記溶接された加工片を圧延して第一の加工片
部分の断面積の低減量よりも大きく第二の加工片
部分の断面積を低減し、これにより前記溶接部の
近傍に於ける前記溶接された加工片の厚さを一様
にし、これにより前記第二の加工片部分の長さを
前記第一の加工片部分の長さよりも大きくして前
記溶接された加工片を湾曲させる過程と、 前記湾曲された溶接された加工片の長手方向の
両端が互に接近し、これにより前記第二の加工片
部分が前記第一の加工片部分よりなる部分の平均
直径に比して平均直径の大きい円錐体の一部を形
成するよう、前記湾曲された溶接された加工片を
圧延して円形に成形する過程と、 を含む方法。[Claims] 1. A method for manufacturing a cone from a metal plate, comprising a step of providing a first workpiece of material having a first length, a first cross-sectional area, and a first thickness. and butt welding the first workpiece to a second workpiece of material having a second length, a second cross-sectional area, and a second thickness greater than the thickness of the first workpiece. forming a welded workpiece having a weld extending along the length of two butt-welded workpieces; and rolling said welded workpiece to perform a first operation. reducing the cross-sectional area of a second workpiece portion by an amount greater than the reduction in cross-sectional area of one portion, thereby uniformizing the thickness of the welded workpiece in the vicinity of the weld, thereby curving the welded workpiece by making the length of the second workpiece portion greater than the length of the first workpiece portion; said curvature such that the ends approach each other so that said second workpiece portion forms part of a cone having a larger average diameter than the average diameter of the portion comprising said first workpiece portion; rolling a welded workpiece into a circular shape;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11741784A JPS60261632A (en) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Manufacture of cone made of metallic plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11741784A JPS60261632A (en) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Manufacture of cone made of metallic plate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60261632A JPS60261632A (en) | 1985-12-24 |
| JPH0373376B2 true JPH0373376B2 (en) | 1991-11-21 |
Family
ID=14711125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11741784A Granted JPS60261632A (en) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Manufacture of cone made of metallic plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60261632A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2878456B1 (en) * | 2004-12-01 | 2008-06-20 | Meiser Geb | BAND OF STRIP AND CIRCLE FOR WAS BASED ON SUCH A STRIP OF STRIP |
-
1984
- 1984-06-07 JP JP11741784A patent/JPS60261632A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60261632A (en) | 1985-12-24 |
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