预成型体以及轴对称构件的制造方法技术

一种预成型体的制造方法，包括拉薄加工工序和增厚加工工序。拉薄加工工序中，使板材旋转的同时局部加热板材的变形对象部位，并向所述变形对象部位按压加工工具，使板材的规定范围成型为锥状。增厚加工工序中，使板材旋转的同时局部加热板材中作为锥状末端的周缘部，并以向正交于该周缘部的厚度方向的方向按入该周缘部的形式，向周缘部按压成型辊，使周缘部向内鼓胀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轴对称构件用预成型体的制造方法、以及由该预成型体形成的轴对称构件的制造方法。
技术介绍
以往，在各种机器中会使用图10所示那样的具有绕中心轴101对称的形状的轴对称构件100。轴对称构件100中，有的具备锥部110以及从锥部110直径较大部分向内突出的突缘（flange）部120。这样的轴对称构件100中，例如也有航空器构件。作为示例，可以举出专利文献1的图2、图3所公开的用于航空器燃气轮机的后方环状内侧流路壁（标记72的构件）（专利文献2将在后述提及）。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本特开平7-166960号公报专利文献2：国际公开第2014/024384号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：由于存在从轴对称构件100的轴向的两侧覆盖形成的中空部，因此图10所示那样的具有向内突缘部120的轴对称构件100无法通过压制成型制造。因此，作为制造轴对称构件100的方法，例如可以考虑通过锻造制作尺寸能包含轴对称构件100的块状物150，从块状物150削出轴对称构件100。然而，制作块状物150时，需要远远多于轴对称构件100体积的量的原材料。因此，制造成本增加。从降低制造成本的观点出发，优选减少原材料的使用量。尤其，在航空器构件中，从轻量化的观点出发存在使用钛合金作为原材料的情况，因此亟需减少昂贵的钛合金的使用量。因此，优选制造可削出轴对称构件100且形状与轴对称构件100类似的预成型体。例如，如果使用专利文献2所公开的旋压成型，则能够从板材制造锥状的预成型体。然而，通过旋压成型制作图10所示那样的具有向内突缘部120的轴对称构件100用的预成型体时，需要使预成型体的锥部的厚度大于从轴对称构件100的锥部110到突缘部120梢端为止的厚度。难以通过旋压成型形成具有这样的壁厚的锥部。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够从板材制造具有向内突缘部的轴对称构件用的预成型体的预成型体的制造方法，以及提供一种从该预成型体制造轴对称构件的方法。解决问题的手段：为了解决上述问题，本专利技术的预成型体的制造方法，是制造具有锥部和从所述锥部的直径较大部分向内突出的突缘部的轴对称构件用的预成型体的方法，包括：使板材旋转的同时局部加热所述板材的变形对象部位，并向所述变形对象部位按压加工工具从而使所述板材的规定范围成型为锥状的拉薄加工工序；以及，使所述板材旋转的同时局部加热所述板材中作为所述锥状的末端的周缘部，并以向正交于所述周缘部的厚度方向的方向按入该所述周缘部的形式，向所述周缘部按压成型辊从而使所述周缘部向内鼓胀的增厚加工工序。根据上述结构，通过拉薄加工工序，能够成型预成型体中包含轴对称构件的锥部的部分，并且，通过增厚加工工序，能够成型预成型体中包含轴对称构件的向内突缘部的部分。从而，能够从板材制造具有向内突缘部的轴对称构件用的预成型体。所述规定范围亦可从所述板材的特定位置直至周缘部。根据该结构，能够将原材料的使用量抑制为最小限度。或者，所述规定范围亦可从所述板材的特定位置直至周缘部附近。该情况下，上述预成型体的制造方法亦可在所述拉薄加工工序与所述增厚加工工序之间，包含切割所述板材中所述规定范围的外侧部分的切割工序。根据该结构，由于拉薄加工工序中保留了板材的周缘部，因此能够容易地进行拉薄加工（加工工具的按压所产生的锥状的成型）。例如，亦可在所述拉薄加工工序中，通过感应加热对所述板材的变形对象部位进行加热，在所述增厚加工工序，通过感应加热对所述板材的周缘部进行加热。亦可在所述拉薄加工工序中，采用隔着板材配置于与所述加工工具相反侧的位置的背面侧加热器、和相对于所述板材配置于与所述加工工具相同侧的位置的表面侧加热器，加热所述变形对象部位。根据该结构，例如，即使在板材壁较厚的情况下，也能够在拉薄加工工序中良好地加工板材。所述表面侧加热器和所述背面侧加热器各自包含在所述板材的旋转方向上延伸且沿着所述板材的二重圆弧状的线圈部亦可。根据该结构，能够在板材的旋转方向上连续地进行板材的变形对象部位的局部加热。由此，能够得到良好的成型性。在所述增厚加工工序，采用所述背面侧加热器或所述表面侧加热器加热所述板材的周缘部亦可。根据该结构，增厚加工工序中无需另外准备加热器。所述成型辊亦可具有在该成型辊的旋转轴向上延伸的圆筒状的按压面、和从所述按压面的一侧的端部朝径向外方延展的圆环状的引导面。根据该结构，能够利用按压面将板材的周缘部压入，并借由引导面仅往一个方向限制因压入导致的周缘部的膨胀。所述板材由钛合金形成亦可。钢和铝合金等随着温度上升而耐力（开始塑性变形的应力）逐渐降低，但钛合金在某个温度范围内耐力骤降。因此，如果以高于该温度范围的温度加热板材，则能够分别在拉薄加工工序和增厚加工工序的中，仅使包含被加热部分在内的狭窄范围变形。例如，所述轴对称构件可以是航空器构件。上述预成型体的制造方法亦可在所述拉薄加工工序和所述增厚加工工序之间，包含对所述板材进行热处理而除去残留应力的工序。根据该结构，能够降低增厚加工工序中板材变形或破裂的风险。又，本专利技术的轴对称构件的制造方法，在对由上述预成型体的制造方法获得的预成型体进行热处理而除去残留应力之后，通过机械加工从所述预成型体削出轴对称构件。由此，能够廉价地制造轴对称构件。专利技术效果：根据本专利技术，能够从板材制造具有向内突缘部的轴对称构件用的预成型体。附图说明图1中图1A～1C是用于说明根据本专利技术第一实施形态的预成型体的制造方法的图；图2是拉薄加工工序中所使用的预成型体制造装置的概略结构图；图3是背面侧加热器和表面侧加热器的剖视图；图4中图4A是背面侧加热器的俯视图，图4B是表面侧加热器的底视图；图5是增厚加工工序中所使用的预成型体制造装置的概略结构图；图6中图6A和图6B是成型辊的部分状态的剖视图，图6A示出增厚加工前的状态，图6B示出增厚加工后的状态；图7是示出作为钛合金的Ti-6Al-4V的温度与耐力的关系的图；图8中图8A～8C是用于说明根据本专利技术第二实施形态的预成型体的制造方法的图；图9中图9A和图9B是用于说明根据本专利技术其他实施形态的预成型体的制造方法的图；图10是具有向内突缘部的轴对称构件的剖视图。具体实施方式（第一实施形态）在第一实施形态中，从图1A所示的板材9制造图1C所示的预成型体98。预成型体98用于轴对称构件8，具有可削出轴对称构件8且与轴对称构件8类似的形状。具体的，根据第一实施形态的预成型体98的制造方法包括：图1B所示的拉薄加工工序、和图1C所示的增厚加工工序。以下，说明轴对称构件8后，详细说明各工序。（1）轴对称构件轴对称构件8具有绕中心轴80对称的形状。更详细地，轴对称构件8具有：锥部81、和从锥部81的直径较大部分向内突出的突缘部82。轴对称构件8例如是航空器构件。作为这样的航空器构件，例如可以举出用于航空器燃气轮机（gas turbine engine）的流路壁。锥部81的角度没有特别限定。又，锥部81的截面形状无需一定是直线状，可以是曲线状，也可以是阶梯状。突缘部82与锥部81之间的角度没有特别限定，可以是锐角、直角、钝角中的任意角度。又，突缘部82的截面形状也无需一定是直线状，可以是曲线状，也可以是阶梯状。（2）拉薄加工工序拉薄加工工序中，利用图2所示那样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预成型体的制造方法，是制造具有锥部和从所述锥部的直径较大部分向内突出的突缘部的轴对称构件用的预成型体的方法，包括：使板材旋转的同时局部加热所述板材的变形对象部位，并向所述变形对象部位按压加工工具，使所述板材的规定范围成型为锥状的拉薄加工工序；以及，使所述板材旋转的同时局部加热所述板材中作为锥状其末端的周缘部，并以向正交于所述周缘部的厚度方向的方向按入该所述周缘部的形式，向所述周缘部按压成型辊，使所述周缘部向内鼓胀的增厚加工工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.21 JP 2014-0870201.一种预成型体的制造方法，是制造具有锥部和从所述锥部的直径较大部分向内突出的突缘部的轴对称构件用的预成型体的方法，包括：使板材旋转的同时局部加热所述板材的变形对象部位，并向所述变形对象部位按压加工工具，使所述板材的规定范围成型为锥状的拉薄加工工序；以及，使所述板材旋转的同时局部加热所述板材中作为锥状其末端的周缘部，并以向正交于所述周缘部的厚度方向的方向按入该所述周缘部的形式，向所述周缘部按压成型辊，使所述周缘部向内鼓胀的增厚加工工序。2.根据权利要求1所述的预成型体的制造方法，其特征在于，所述规定范围从所述板材的特定位置直至周缘部。3.根据权利要求1所述的预成型体的制造方法，其特征在于，所述规定范围从所述板材的特定位置直至周缘部附近，在所述拉薄加工工序与所述增厚加工工序之间，包含切割所述板材中所述规定范围的外侧部分的切割工序。4.根据权利要求1～3中任一项所述的预成型体的制造方法，其特征在于，在所述拉薄加工工序中，通过感应加热对所述板材的变形对象部位进行加热，在所述增厚加工工序，通过感应加热对所述板材的周缘部进行加热。5.根据权利要求1～4中任一项所述的预成型体的制造方法，其特征在于，在所述拉薄加工工序中，采用隔着板材配...

【专利技术属性】
技术研发人员：今村嘉秀，坂根雄斗，三上恒平，壁义郎，岩崎勇人，北野博，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP