JPH08141692A - シャフト付ディスクの鍛造方法 - Google Patents
シャフト付ディスクの鍛造方法Info
- Publication number
- JPH08141692A JPH08141692A JP28226994A JP28226994A JPH08141692A JP H08141692 A JPH08141692 A JP H08141692A JP 28226994 A JP28226994 A JP 28226994A JP 28226994 A JP28226994 A JP 28226994A JP H08141692 A JPH08141692 A JP H08141692A
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- disc
- disk
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- shaped material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シャフト部の強度を低下させることなくシャ
フト部とディスク部を一体に鍛造することができるシャ
フト付ディスクの鍛造方法を提供する。 【構成】 丸棒状素材をシャフト付ディスクに鍛造する
際に、前記丸棒状素材を、その軸方向に鍛造して円盤状
素材に成形する工程と、該円盤状素材の円盤面に凹部を
形成する工程と、該凹部に対向する表面に柱状のシャフ
ト部用凹部が形成されたダイおよびパンチにより、前記
凹部の回りを圧縮してシャフト部形成面を垂直方向に鍛
造し、シャフトを形成する工程とを有する。
フト部とディスク部を一体に鍛造することができるシャ
フト付ディスクの鍛造方法を提供する。 【構成】 丸棒状素材をシャフト付ディスクに鍛造する
際に、前記丸棒状素材を、その軸方向に鍛造して円盤状
素材に成形する工程と、該円盤状素材の円盤面に凹部を
形成する工程と、該凹部に対向する表面に柱状のシャフ
ト部用凹部が形成されたダイおよびパンチにより、前記
凹部の回りを圧縮してシャフト部形成面を垂直方向に鍛
造し、シャフトを形成する工程とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、丸棒状素材を、ディス
ク部とシャフト部とを有するシャフト付ディスクに鍛造
して成形する鍛造方法の改良に関するものである。
ク部とシャフト部とを有するシャフト付ディスクに鍛造
して成形する鍛造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】航空機のジェットエンジンに使用される
図３に示すようなタービンディスク１は、図４に示すよ
うなシャフト付ディスク２を切削等の加工処理を行って
製造される。このシャフト付ディスク２は、例えば、円
盤状のディスク部３と、このディスク部３の中央部にそ
の軸線をディスク部３の中心軸と同じにした略円柱状の
シャフト部４とから構成されが、シャフト付ディスク２
を製造する従来方法として、以下に述べる代表的な２つ
の方法がある。
図３に示すようなタービンディスク１は、図４に示すよ
うなシャフト付ディスク２を切削等の加工処理を行って
製造される。このシャフト付ディスク２は、例えば、円
盤状のディスク部３と、このディスク部３の中央部にそ
の軸線をディスク部３の中心軸と同じにした略円柱状の
シャフト部４とから構成されが、シャフト付ディスク２
を製造する従来方法として、以下に述べる代表的な２つ
の方法がある。
【０００３】一つは、Ｎｉ基耐熱合金等の丸棒状素材を
鍛造して形成されたディスク部３の中央部に、同材料に
よって形成されたシャフト部４を、溶接等により強固に
固定して製造する技術である。
鍛造して形成されたディスク部３の中央部に、同材料に
よって形成されたシャフト部４を、溶接等により強固に
固定して製造する技術である。
【０００４】他の一つとは、丸棒状素材を鍛造すること
によってディスク部３とシャフト部４を成形するもので
あり、図５に示すように、Ｎｉ基耐熱合金等の丸棒状素
材（ビレット）６を、この丸棒状素材６に略円柱状のシ
ャフト部用凹部７ａ，９ａをそれぞれ有する円柱状のパ
ンチ７とダイ９とを用いて、軸方向に型鍛造してシャフ
ト付ディスク１０に成形する方法である。
によってディスク部３とシャフト部４を成形するもので
あり、図５に示すように、Ｎｉ基耐熱合金等の丸棒状素
材（ビレット）６を、この丸棒状素材６に略円柱状のシ
ャフト部用凹部７ａ，９ａをそれぞれ有する円柱状のパ
ンチ７とダイ９とを用いて、軸方向に型鍛造してシャフ
ト付ディスク１０に成形する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の方法
では、ディスク部３とシャフト部４を別々に作製しなけ
ればならず、また溶接作業が必要であることから製造コ
ストが高い等の問題があった。そして、別々のディスク
部３とシャフト部４を固定してシャフト付ディスク２が
形成されているので、高い熱伝導効率が得難いという不
都合があった。
では、ディスク部３とシャフト部４を別々に作製しなけ
ればならず、また溶接作業が必要であることから製造コ
ストが高い等の問題があった。そして、別々のディスク
部３とシャフト部４を固定してシャフト付ディスク２が
形成されているので、高い熱伝導効率が得難いという不
都合があった。
【０００６】一方、後者の方法では、ディスク部３とシ
ャフト部４を別々に作製する必要も、上記の溶接作業等
の必要もなく、またディスク部３とシャフト部４を一体
で成形するので、シャフト付ディスクの熱伝導効率が高
くなるという利点があるが、シャフト部４の強度が十分
でないという問題があった。すなわち、この方法では、
鍛造時にパンチ７とダイ９の圧力によりビレット６内部
の材料が、鍛造方向に対して半径方向外側に移動して材
料フロー（図中矢印）を生じる。このように、形成され
るシャフト部１１の長さ方向に対してディスク部１２の
半径方向外側に材料フローが生じると、材料フローの方
向に沿って金属原子間に欠陥等が発生するため、形成さ
れたディスク部１２の円周方向の強度は十分でも、シャ
フト部１１の長さ方向の強度が低下してしまう問題があ
った。
ャフト部４を別々に作製する必要も、上記の溶接作業等
の必要もなく、またディスク部３とシャフト部４を一体
で成形するので、シャフト付ディスクの熱伝導効率が高
くなるという利点があるが、シャフト部４の強度が十分
でないという問題があった。すなわち、この方法では、
鍛造時にパンチ７とダイ９の圧力によりビレット６内部
の材料が、鍛造方向に対して半径方向外側に移動して材
料フロー（図中矢印）を生じる。このように、形成され
るシャフト部１１の長さ方向に対してディスク部１２の
半径方向外側に材料フローが生じると、材料フローの方
向に沿って金属原子間に欠陥等が発生するため、形成さ
れたディスク部１２の円周方向の強度は十分でも、シャ
フト部１１の長さ方向の強度が低下してしまう問題があ
った。
【０００７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、シャフト部の強度を低下させることなくシャフト
部とディスク部を一体に鍛造することができるシャフト
付ディスクの鍛造方法を提供することを目的とする。
ので、シャフト部の強度を低下させることなくシャフト
部とディスク部を一体に鍛造することができるシャフト
付ディスクの鍛造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】丸棒状素材からディスク
部とシャフト部とを有するディスクを鍛造する方法にお
いて、前記丸棒状素材を、その軸方向に鍛造して円盤状
素材に成形する工程と、該円盤状素材の円盤面に凹部を
形成する工程と、該凹部に対向する表面に柱状のシャフ
ト部用凹部が形成されたダイおよびパンチにより、前記
凹部の回りを圧縮してシャフト部形成面を垂直方向に鍛
造し、シャフトを形成する工程とを有する技術を採用す
る。
部とシャフト部とを有するディスクを鍛造する方法にお
いて、前記丸棒状素材を、その軸方向に鍛造して円盤状
素材に成形する工程と、該円盤状素材の円盤面に凹部を
形成する工程と、該凹部に対向する表面に柱状のシャフ
ト部用凹部が形成されたダイおよびパンチにより、前記
凹部の回りを圧縮してシャフト部形成面を垂直方向に鍛
造し、シャフトを形成する工程とを有する技術を採用す
る。
【０００９】
【作用】丸棒状素材を、両端面を軸方向に押圧して塑性
変形を生じさせると、内部の材料は、軸方向内側に移動
するとともに、半径方向外側に移動して円盤状素材とな
る。そして、この円盤状素材の円盤面を押圧して、この
部分の材料を押圧方向に移動させて凹部を形成する。こ
の凹部を有する円盤状素材を、ダイおよびパンチにより
凹部の回りを圧縮してシャフト部形成面を垂直方向に押
圧する。このとき、凹部の回り材料は、半径方向内側に
移動し、そして凹部部分の材料とともにダイおよびパン
チに形成されたシャフト部用凹部内に移動してシャフト
部を形成する。したがって、材料フローが、形成された
シャフト部の軸方向に生じる。
変形を生じさせると、内部の材料は、軸方向内側に移動
するとともに、半径方向外側に移動して円盤状素材とな
る。そして、この円盤状素材の円盤面を押圧して、この
部分の材料を押圧方向に移動させて凹部を形成する。こ
の凹部を有する円盤状素材を、ダイおよびパンチにより
凹部の回りを圧縮してシャフト部形成面を垂直方向に押
圧する。このとき、凹部の回り材料は、半径方向内側に
移動し、そして凹部部分の材料とともにダイおよびパン
チに形成されたシャフト部用凹部内に移動してシャフト
部を形成する。したがって、材料フローが、形成された
シャフト部の軸方向に生じる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明のシャフト付ディスクの鍛造方
法の一工程例を図１および図２を参照しながら説明す
る。
法の一工程例を図１および図２を参照しながら説明す
る。
【００１１】〔丸棒状素材の製造〕図１に示すように、
まず、従来と同じＮｉ基耐熱合金等で形成されたビレッ
ト６（丸棒状素材）をダイ２２とパンチ２３によって軸
方向に押圧して鍛造する。このダイ２２には、円盤形状
の凹部２５が形成され、この凹部２５の中央部には、ド
ーム状の凸部２６が形成されている。またパンチ２３は
ダイ２２の凹部２５に対応した円柱状とされており、そ
の先端部表面の中央部には、ダイ２２に向かってドーム
状に形成された凸部２７を有している。
まず、従来と同じＮｉ基耐熱合金等で形成されたビレッ
ト６（丸棒状素材）をダイ２２とパンチ２３によって軸
方向に押圧して鍛造する。このダイ２２には、円盤形状
の凹部２５が形成され、この凹部２５の中央部には、ド
ーム状の凸部２６が形成されている。またパンチ２３は
ダイ２２の凹部２５に対応した円柱状とされており、そ
の先端部表面の中央部には、ダイ２２に向かってドーム
状に形成された凸部２７を有している。
【００１２】このようなダイ２２とパンチ２３によっ
て、ビレット６の両端面を押圧して軸方向に鍛造する
と、塑性変形を生じ、内部の材料が軸方向内側に移動す
るとともに、半径方向外側に移動する（図１の矢印）。
半径方向外側に移動した材料は、ダイ２２の凹部２５の
内側面に拘束されて、円盤状素材２９に型鍛造される。
このとき、円盤状素材２９の円盤面２９ａ，２９ｂ（シ
ャフト部形成面）は、ダイ２２およびパンチ２３の凸部
２６，２７によって押圧され、円盤状素材２９の垂直方
向内側に材料を移動させて凹部２９ｃ，２９ｄを形成す
る。
て、ビレット６の両端面を押圧して軸方向に鍛造する
と、塑性変形を生じ、内部の材料が軸方向内側に移動す
るとともに、半径方向外側に移動する（図１の矢印）。
半径方向外側に移動した材料は、ダイ２２の凹部２５の
内側面に拘束されて、円盤状素材２９に型鍛造される。
このとき、円盤状素材２９の円盤面２９ａ，２９ｂ（シ
ャフト部形成面）は、ダイ２２およびパンチ２３の凸部
２６，２７によって押圧され、円盤状素材２９の垂直方
向内側に材料を移動させて凹部２９ｃ，２９ｄを形成す
る。
【００１３】〔円盤状素材の成形〕次に、上記の鍛造に
よって、凹部２９ｃ，２９ｄが形成された円盤状素材２
９を、図２に示すダイ３２とパンチ３３によって鍛造す
る。このダイ３２には、円盤形状の凹部３５が形成さ
れ、この凹部３５の中央部には、略円柱形状のシャフト
部用凹部３６が形成されている。またパンチ３３はダイ
３２の凹部３５に対応した円柱状とされており、その先
端部表面の中央部には、ダイ３２の凹部３５と中心軸を
同じくする略円柱状のシャフト部用凹部３７が形成され
ている。
よって、凹部２９ｃ，２９ｄが形成された円盤状素材２
９を、図２に示すダイ３２とパンチ３３によって鍛造す
る。このダイ３２には、円盤形状の凹部３５が形成さ
れ、この凹部３５の中央部には、略円柱形状のシャフト
部用凹部３６が形成されている。またパンチ３３はダイ
３２の凹部３５に対応した円柱状とされており、その先
端部表面の中央部には、ダイ３２の凹部３５と中心軸を
同じくする略円柱状のシャフト部用凹部３７が形成され
ている。
【００１４】このようなダイ３２とパンチ３３によっ
て、円盤状素材２９の凹部２５の回りを押圧して垂直方
向に鍛造すると、凹部２５の回りの押圧された材料が半
径方向に移動する。このとき、半径方向外側への移動は
ダイ３２の凹部３５の内側面に拘束され、材料は半径方
向内側、すなわち凹部２５の中心方向に移動する（図２
の矢印Ａ）。そして、半径方向内側に移動した材料は、
凹部２５部分の材料とともに、ダイ３２およびパンチ３
３に形成されたシャフト部用凹部３６および３７内にそ
れぞれ移動してシャフト部３９，３８を形成する。した
がって、材料フローが、形成されたシャフト部の軸方向
に生じる（図２の矢印Ｂ）。
て、円盤状素材２９の凹部２５の回りを押圧して垂直方
向に鍛造すると、凹部２５の回りの押圧された材料が半
径方向に移動する。このとき、半径方向外側への移動は
ダイ３２の凹部３５の内側面に拘束され、材料は半径方
向内側、すなわち凹部２５の中心方向に移動する（図２
の矢印Ａ）。そして、半径方向内側に移動した材料は、
凹部２５部分の材料とともに、ダイ３２およびパンチ３
３に形成されたシャフト部用凹部３６および３７内にそ
れぞれ移動してシャフト部３９，３８を形成する。した
がって、材料フローが、形成されたシャフト部の軸方向
に生じる（図２の矢印Ｂ）。
【００１５】上記の方法による製造品の仕様の例とし
て、シャフト付ディスク２１の各寸法を、 ディスク部４０の外径：３５０ｍｍ ディスク部４０の厚さ：５０ｍｍ シャフト部３８上面からシャフト部３９の下面までの距
離：１５０ｍｍ シャフト部３８，３９の直径：１８０ｍｍφ と設定している。
て、シャフト付ディスク２１の各寸法を、 ディスク部４０の外径：３５０ｍｍ ディスク部４０の厚さ：５０ｍｍ シャフト部３８上面からシャフト部３９の下面までの距
離：１５０ｍｍ シャフト部３８，３９の直径：１８０ｍｍφ と設定している。
【００１６】上記の仕様のシャフト付ディスク２１を得
るために、円盤状素材２９の円盤面２９ａ，２９ｂか
ら、それぞれの凹部２９ｃ，２９ｄ底部までの距離Ｌ
を、２０〜３０ｍｍと設定している。この距離Ｌは凹部
２９ｃ，２９ｄの凹み度合いを表し、凹部２９ｃ，２９
ｄを上記距離Ｌの範囲内で形成すれば、材料フローがシ
ャフト部３８，３９の長さ方向に有効に生じることが実
験により確認されている。すなわち、この距離Ｌが上記
範囲より小さく凹み度合いが小さな凹部２９ｃ，２９ｄ
の場合は、材料フローがシャフト部３８，３９の長さ方
向に生じ難くなり、逆に距離Ｌが上記範囲より大きく凹
み度合いが大きな凹部２９ｃ，２９ｄの場合は、シャフ
ト部３８，３９のそれぞれの表面にしわきず等が生じて
しまうためである。
るために、円盤状素材２９の円盤面２９ａ，２９ｂか
ら、それぞれの凹部２９ｃ，２９ｄ底部までの距離Ｌ
を、２０〜３０ｍｍと設定している。この距離Ｌは凹部
２９ｃ，２９ｄの凹み度合いを表し、凹部２９ｃ，２９
ｄを上記距離Ｌの範囲内で形成すれば、材料フローがシ
ャフト部３８，３９の長さ方向に有効に生じることが実
験により確認されている。すなわち、この距離Ｌが上記
範囲より小さく凹み度合いが小さな凹部２９ｃ，２９ｄ
の場合は、材料フローがシャフト部３８，３９の長さ方
向に生じ難くなり、逆に距離Ｌが上記範囲より大きく凹
み度合いが大きな凹部２９ｃ，２９ｄの場合は、シャフ
ト部３８，３９のそれぞれの表面にしわきず等が生じて
しまうためである。
【００１７】上記の仕様によって製造されたシャフト付
ディスク２１の検証の結果、シャフト部３１，３２の長
さ方向に対して十分に高い強度が得られている。
ディスク２１の検証の結果、シャフト部３１，３２の長
さ方向に対して十分に高い強度が得られている。
【００１８】なお、本発明の鍛造方法によって製造され
たシャフト付ディスク２１は、ディスク部４０の円盤面
２９ａ，２９ｂにそれぞれシャフト部３８，３９を形成
したが、円盤状素材の円盤面のいずれか一方に凹部を形
成し、その凹部が形成された面にシャフト部を形成して
も構わない。
たシャフト付ディスク２１は、ディスク部４０の円盤面
２９ａ，２９ｂにそれぞれシャフト部３８，３９を形成
したが、円盤状素材の円盤面のいずれか一方に凹部を形
成し、その凹部が形成された面にシャフト部を形成して
も構わない。
【００１９】
【発明の効果】本発明のシャフト付ディスクの鍛造方法
によれば、以下の効果を奏する。 （１）予め、円盤面に凹部を形成した円盤状素材を、シ
ャフト部用凹部を形成したダイおよびパンチによって鍛
造するので、内部の材料がシャフト部の長さ方向に移動
する材料フローを生じさせることができる。これによっ
て、長さ方向に対し、高強度のシャフト部を形成するこ
とができる。この結果、高寿命・高信頼性のシャフト付
ディスクを得ることができる。 （２）シャフト部とディスク部を一体で成形できるの
で、製造コストが低く、かつ、熱伝導効率の高いシャフ
ト付ディスクを得ることができる。
によれば、以下の効果を奏する。 （１）予め、円盤面に凹部を形成した円盤状素材を、シ
ャフト部用凹部を形成したダイおよびパンチによって鍛
造するので、内部の材料がシャフト部の長さ方向に移動
する材料フローを生じさせることができる。これによっ
て、長さ方向に対し、高強度のシャフト部を形成するこ
とができる。この結果、高寿命・高信頼性のシャフト付
ディスクを得ることができる。 （２）シャフト部とディスク部を一体で成形できるの
で、製造コストが低く、かつ、熱伝導効率の高いシャフ
ト付ディスクを得ることができる。
【図１】本発明に係るシャフト付ディスクの鍛造方法の
丸棒状素材の製造工程の一実施例を示す正断面図であ
る。
丸棒状素材の製造工程の一実施例を示す正断面図であ
る。
【図２】本発明に係るシャフト付ディスクの鍛造方法の
円盤状素材の成形工程の一実施例を示す正断面図であ
る。
円盤状素材の成形工程の一実施例を示す正断面図であ
る。
【図３】タービンディスクの一例を示す斜視図である。
【図４】シャフト付ディスクの一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】本発明に係るシャフト付ディスクの鍛造方法の
従来例の一実施例を示す正断面図である。
従来例の一実施例を示す正断面図である。
６ ビレット（丸棒状素材） ２１ シャフト付ディスク ２２，３２ パンチ ２３，３３ ダイ ２９ 円盤状素材 ２９ａ，２９ｂ 円盤面（シャフト部形成面） ２９ｃ，２９ｄ 凹部 ３６，３７ 凹部 ３８，３９ シャフト部 ４０ ディスク部
Claims (1)
- 【請求項１】 丸棒状素材からディスク部とシャフト部
とを有するディスクを鍛造する方法において、 前記丸棒状素材を、その軸方向に鍛造して円盤状素材に
成形する工程と、該円盤状素材の円盤面に凹部を形成す
る工程と、該凹部に対向する表面に柱状のシャフト部用
凹部が形成されたダイおよびパンチにより、前記凹部の
回りを圧縮してシャフト部形成面を垂直方向に鍛造し、
シャフトを形成する工程とを有することを特徴とするシ
ャフト付ディスクの鍛造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28226994A JPH08141692A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | シャフト付ディスクの鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28226994A JPH08141692A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | シャフト付ディスクの鍛造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08141692A true JPH08141692A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17650259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28226994A Pending JPH08141692A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | シャフト付ディスクの鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08141692A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104439000A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-03-25 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种长支撑轴类齿轮锻件的胎模锻方法 |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP28226994A patent/JPH08141692A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104439000A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-03-25 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种长支撑轴类齿轮锻件的胎模锻方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001205 |