JPH10103005A - 接合後の剥離を含むターボエンジンの中空羽根の製造方法 - Google Patents

接合後の剥離を含むターボエンジンの中空羽根の製造方法

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JPH10103005A JP9204782A JP20478297A JPH10103005A JP H10103005 A JPH10103005 A JP H10103005A JP 9204782 A JP9204782 A JP 9204782A JP 20478297 A JP20478297 A JP 20478297A JP H10103005 A JPH10103005 A JP H10103005A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の欠点をもたない改善されたターボエン
ジンの中空羽根（１）の製造方法、及びこれを実施する
ための装置を提供する。 【解決手段】 構成部品（２、３、４）の拡散接合後
に、中間板（４）内に連絡穴（５）が穿孔された羽根領
域を局部的に加熱しながら加圧ガスを制御注入すること
により、羽根の領域内にガス供給管路（９０）を形成
し、拡散防止被覆が塗られた領域を剥離する追加の段階
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡散接合によって
組み立てられ、ガスの加圧下で超塑性成形によって形成
されるターボエンジンの中空羽根（ａｕｂｅ ｃｒｅｕ
ｓｅ）の製造方法に関する。本発明はまた、羽根の構成
部分を冷間剥離する作業を含む前記方法の一段階におい
て使用される装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】ターボエンジン用として大きな翼弦長羽
根を使用することによって生じる長所が現れるのは、特
に、ターボファンエンジンのブロワのロータ羽根の場合
である。これらの羽根は、過酷な使用条件を満たすとと
もに、十分な力学的特性ならびに対振動特性および異物
の衝撃に対する強度を特に有さなければならない。ま
た、羽根の先端において十分な速度を実現するという目
的から軽量化が求められるようになってきた。この目的
は特に中空羽根を使用することにより達成される。
【０００３】ＥＰ−Ａ−０７００７３８は、ターボエン
ジンの中空羽根、特に大きな翼弦長を有するブロワのロ
ータ羽根の製造方法について記述している。前記方法は
以下の段階に従って全般的作業手順を踏むものである。
【０００４】（ｂ）一次部品を型プレスによりプレス鍛
造する段階、（ｃ）一次部品を切削加工する段階、
（ｄ）所定のパターンに従って拡散防止障壁を付着さ
せ、羽根の最終的な内部形状を決定する段階、（ｅ）一
次部品を組み立てて静水圧拡散接合を行う段階、（ｆ）
ガスを加圧充填して超塑性成形を行う段階、（ｇ）最終
切削加工を行う段階。
【０００５】ＦＲ Ｎｏ．９５．１１３００は、直前に
付着させた拡散障壁の締固め状態を考慮して、上記段階
（ｆ）における充填を開始する前に部品の冷間剥離を行
うようにしている。実際この作業は、接合（ｓｏｕｄｕ
ｒｅｓ）および拡散防止障壁を形成する被覆の塗装部に
よって画定される空洞を通した中性ガスの定期的供給を
保証することにより、段階（ｆ）で充填および超塑性成
形サイクルを良好に進行させるために必要である。被接
合領域間の羽根の構成部分を剥離するこの作業は、好ま
しくない過度の充填および破損の危険性を引き起こす可
能性がある羽根の一部分が他の部分に局部的に付着する
ことによる圧力上昇を充填サイクルにおいて引き起こさ
ないようにすることによって、段階（ｆ）における成形
サイクルの開始時から変形速度の制御を可能にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記剥
離作業の既知の実施方法では充分な満足は得られなかっ
た。したがって本発明の目的の一つは、従来の欠点をも
たない、改善された実施方法を提供し、またこの目的に
特に合致した装置を使用することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の段階を含むターボ
エンジンの中空羽根の製造方法は、本発明により、空洞
間連絡穴が羽根の中間板内に穿口された羽根領域を局部
的に加熱しながら加圧ガスを制御注入することにより、
この羽根領域内に、ガス供給管路を形成し、拡散防止障
壁を形成する被覆が塗装された羽根部分の領域を剥離す
る追加の段階を含む。
【０００８】ガス供給管路を熱間成形し、拡散防止障壁
を形成する被覆が塗装された羽根部分の領域を剥離する
前記作業は、個別の適用例に応じて、拡散によって接合
される平らな羽根アセンブリに対して、拡散によって接
合されねじり／曲げ加工によって成形された羽根アセン
ブリに対して、あるいは羽根の接合アセンブリのねじり
加工による成形作業中に行われる。
【０００９】ガス供給管路を熱間成形し、拡散防止障壁
を形成する被覆が塗られた羽根部分の領域を剥離する前
記作業の際に使用する本発明による装置は、加熱エレメ
ントを具備し、製作される管路に対応する形状の表面を
有するジョーと、ガス供給システムを一まとめにした可
動テーブルと、温度および圧力制御装置と、微細移動量
を検出することができるセンサとを具備した工作物支持
体とを含む。
【００１０】本発明の他の特徴および長所は、添付の図
面を参照して行う本発明の実施形態についての以下の説
明を読むことにより、よりよく理解されよう。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１から図３に概略図で示すよう
に、製造の中間段階においては、たとえばターボファン
エンジン用の大翼弦長のブロワの羽根などの、ターボエ
ンジンの中空羽根１は、下面表皮（ｐｅａｕ ｄ′ｉｎ
ｔｒａｄｏｓ）２、上面表皮（ｐｅａｕ ｄ′ｅｘｔｒ
ａｄｏｓ）３、および羽根の補強材を形成するための中
心板４から成る。原理が自明である製造方法によれば、
羽根を構成する部分と対向する表面のうちの少なくとも
一つは、あらかじめ決められたパターンに従い、拡散防
止障壁を形成する被覆が付着され、次に、拡散接合によ
り静水圧（ｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｓｏｓｔａｔｉｑｕ
ｅ）下になって、拡散防止剤が塗布されていない領域内
で冶金学的結合が得られる。
【００１２】本発明による製造方法は、中性ガスの加圧
充填および羽根１の種々の部分２、３および４の超塑性
成形により羽根１の中に内部空洞を形成する前に、被接
合領域管の表皮２、３および板４を剥離するという特別
な作業を含む。
【００１３】この製造段階では、羽根１は、図３に示す
ような可動テーブル９６に支承される支持体上に配設さ
れる。図２に示すように圧力センサ９３および９４はタ
ンク９２ならびに弁９８および９９の両側に設置され、
管による供給路１７および１８は、羽根１を、中性ガス
９１の分配源から供給を受けるタンク９２に接続する一
方、弁１０１および圧力センサ１０２が前方に置かれる
膨張体積部分１００にも接続する。可動テーブル９６上
では、中央板４が羽根１の被接合領域間に形成される空
洞同士を連絡する穴５を含む羽根１の所与の領域９０
が、加熱エレメント１０３を含むツールジョー９７の間
に配設される。さらに温度センサ１０４が羽根１の前記
領域に接続される。
【００１４】作業は、羽根を構成する材料が塑性を有す
る領域で、羽根１の前記領域９０を加熱することにあ
る。温度に到達すると、供給路１７を通じて高圧ガスの
制御噴射が送られる。ガスの圧力により表皮は空洞毎に
次第に変形し、その結果、供給管１７、１８間に常設管
９０が形成され、したがって各空洞内にガスが均一に分
配される。これに先立ち、一定容量のタンク９２には、
作業圧力が得られるまで、分配源から送られてきた中性
ガス９１が充填されている。圧力センサ９３、９４は動
作条件を検出する。タンクの上流側で設定圧力に到達す
ると、供給が停止され、管１７への排出が許可される。
するとガスが、加圧下で表皮の剥離が開始する加熱領域
９０に到達するまで羽根１の内部に浸透し、前記表皮を
塑性変形し、タンク９２内に注入されたガスの体積に相
当する管路の部分が成形される。この作業は、管路９０
を最終的に成形するのに必要な回数分繰り返される。管
路９０が最終的に成形されると、加熱が停止され、空洞
全体の剥離を行うために、ガスが新しく脈動により送ら
れる。実際、供給されたガスは表皮内に次第に浸透し、
拡散防止被覆を塗布した部分全てについて剥離を生じさ
せる。ガス供給部の反対側端では、センサ９５が、ガス
の浸透によって生じる微細変形を、前記空洞に対して垂
直に測定し、剥離の終了を検出する。
【００１５】有利な実施形態によれば、ＴＡ６Ｖ型チタ
ン合金製の大翼弦長のブロワの羽根の例では、羽根１の
領域９０の加熱用として採用される温度範囲は、８８０
℃から９４０℃であり、数秒でこの温度に到達する。好
ましい実施例では、ジョー９７の内表面は、表皮２およ
び３の塑性変形後、羽根１上に熱間成形される管路９０
の形状を有する。供給路１７によるガスの注入一定圧力
は１ＭＰａから６ＭＰａであるのが好ましい。注入は、
路１８および１７で同じ圧力が得られるまで継続する。
同じ圧力が得られた時点で加熱が停止され、剥離サイク
ルを開始することができる。タンク９２を使用する、圧
力および流量の双方において調節されたガスの注入によ
り、表皮の剥離が開始され、これにより９４において圧
力降下が生じ、しきい値に達すると新規注入が可能にな
る。本サイクルは、全ての検出器９５が微細変形を検出
するまで繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるターボエンジンの中空羽根の製造
方法における、拡散防止障壁を形成する被覆が塗られた
羽根部分の領域を剥離する作業の実施方法の概略図であ
る。
【図２】製造途中の羽根の接合アセンブリの断面概略図
である。
【図３】前記実施方法のための装置の全体の概略図であ
る。
【符号の説明】
１ 羽根 ２、３ 表皮 ４ 中心板 ５ 連絡穴 １７、１８ 供給管 ９０ ガス供給管路 ９１ 中性ガス分配源 ９２ タンク ９３、９４、１０２ 圧力センサ ９５ 検出器 ９６ 可動テーブル ９７ ジョー ９８、９９、１０１ 弁 １００ 膨張体積部分 １０３ 加熱エレメント １０４ 温度センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６５１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６５１Ｂ ６８０ ６８０ ６８３ ６８３ ６９４ ６９４Ｚ ６９４Ｂ (72)発明者 ジル・シヤルル・クレン フランス国、95540・メリー／オワーズ、 アブニユ・バンサン・バン・ゴツグ、42

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）得るべき羽根（１）の定義に基づ
    き、コンピュータ支援設計製造（ＣＡＤ／ＣＡＭ）手段
    を使用して羽根の構成部品の平面化に関する数値シミュ
    レーションを行う段階と、（ｂ）一次部品を型プレスに
    よりプレス鍛造する段階と、（ｃ）一次部品を切削加工
    する段階と、（ｄ）所定のパターンに従って拡散防止障
    壁を付着させ、羽根の最終的な内部形状を決定する段階
    と、（ｅ）一次部品（２、３、４）を組み立てて静水圧
    拡散接合を行う段階と、（ｆ）ガスを加圧充填して超塑
    性成形を行う段階と、（ｇ）最終切削加工を行う段階と
    を含んでおり、さらに、羽根（１）の中間板（４）内に
    空洞間連絡穴（５）が穿孔された羽根領域を局部的に加
    熱しながら加圧ガスを制御して注入することによって、
    該羽根領域内にガス供給管路（９０）を形成し、拡散防
    止障壁を形成する被覆が塗られた羽根部分の領域を剥離
    する、拡散接合後の追加の段階（ｆ１）を含んでいるタ
    ーボエンジンの中空羽根、特に、大きな翼弦長を有する
    ブロワのロータ羽根の製造方法。
  2. 【請求項２】 常設ガス供給管路（９０）を熱間成形
    し、拡散防止障壁を形成する被覆が塗られた羽根部分の
    領域を剥離する前記作業（ｆ１）が、拡散接合された平
    らな羽根アセンブリ（１）に対して行われる請求項１に
    記載のターボエンジンの中空羽根の製造方法。
  3. 【請求項３】 常設ガス供給管路（９０）を熱間成形
    し、拡散防止障壁を形成する被覆が塗られた羽根部分の
    領域を剥離する前記作業（ｆ１）が、拡散接合され、ね
    じり／曲げ加工によってあらかじめ成形された羽根アセ
    ンブリに対して行われる請求項１に記載のターボエンジ
    ンの中空羽根の製造方法。
  4. 【請求項４】 常設ガス供給管路（９０）を熱間成形
    し、拡散防止障壁を形成する被覆が塗られた羽根部分の
    領域を剥離する前記作業（ｆ１）が、羽根の拡散接合ア
    センブリのねじり加工による成形作業中に行われる請求
    項１に記載のターボエンジンの中空羽根の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項に記載の
    ターボエンジンの中空羽根の製造方法において羽根アセ
    ンブリ（１）に対して行われる、ガス供給管路（９０）
    を熱間成形し、拡散防止障壁を形成する被覆が塗られた
    羽根部分（１）の領域を剥離する作業を実施する装置で
    あって、加熱エレメント（１０３）を具備し、製作され
    る管路（９０）に対応する形状の表面を有するジョー
    （９７）と、ガス供給システム（９１、９２、１７、１
    ８）を一まとめにした可動テーブル（９６）と、温度制
    御装置（１０４）および圧力制御装置（９３、９４、１
    ０２）と、微細移動量を検出することができるセンサ
    （９５）を具備した工作物支持体とを含むことを特徴と
    する装置。
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