涡轮叶片的加工方法、加工工具以及涡轮叶片的制作方法_3

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体12向正交于延伸方向的方向振动,或者旋转。另外,也可以是向各个方向的振动的组合。另外,加工工具10也可以不具备使工具本体12振动的驱动源。具体而言,可以手动使研磨区域18相对于加工对象而滑动。
[0072]另外,加工工具10能够适当地加工涡轮叶片的贯穿孔,例如气膜冷却孔。更具体的说,加工工具10可适用于,在制作具备贯穿孔的涡轮叶片时,在涡轮叶片的基体表面上形成保护膜后,该保护膜例如为燃气轮机用高性能热障涂层、TBC(Thermal BarrierCoating),去除形成在与贯穿孔重叠的部分的保护膜,或者形成在贯穿孔内部的保护膜的处理。
[0073]接下来,参照图5至图8,对涡轮叶片的加工方法进行说明。
[0074]首先,参照图5、图6A至图6C,对作为加工对象的涡轮叶片的贯穿孔进行说明。图5是表示涡轮机静叶的一个例子的大致结构的横截面图。图6A是表示图5所示的涡轮机静叶的冷却孔的大致结构的透视图。图6B是表示图6A所示的冷却孔的大致结构的正视图。图6C是表示图6A所示的冷却孔的大致结构的截面图。此外,以下,对设置在涡轮机静叶上的冷却孔进行说明,且涡轮机动叶的情况也是相同的。即,涡轮叶片包含涡轮机静叶与涡轮机动叶双方。
[0075]涡轮机静叶43具有叶片主体44即叶片结构部。另外叶片主体44在长边方向即转子的径向中的一端部即径向外侧上固定有外侧罩盖即端壁结构部,且在另一端部径向内侧固定有内侧罩盖即端壁结构部。
[0076]叶片主体44为空心形状,燃烧气体流动方向的上游一侧,即图5中的左侧为弯曲截面形状,燃烧气体流动方向的下游一侧,即图5中的右侧为梢细截面形状。并且,叶片主体44的内部由2个隔壁51划分为3个空间部。另外,叶片主体44在所定的位置上,分别形成有多个贯通内部与外部的冷却孔52。
[0077]叶片主体44在其内侧固定有隔板55a、55b、55c。该隔板55a、55b、55c为圆筒形状,各罩盖一侧的端部扩径后被固定在该各罩盖上。叶片主体44通过在内侧固定该隔板55a、55b、55c,而被划分形成空腔58。隔板55a、55b、55c在整个区域以大致均等的间隔形成有多个贯穿孔59。
[0078]涡轮机静叶43若被供应来自冷却通道的冷却空气即冷却介质的话,该冷却空气将先被导入到叶片主体44的内侧,即隔板55的内侧。然后,隔板55内的冷却空气接下来通过形成在该隔板55上的多个贯穿孔59喷射至空腔58,在此,将叶片主体44的内壁面冲击冷却。其后,空腔58的冷却空气通过多个冷却孔52排出至外部即燃烧气体通道中,通过沿着叶片主体44、背部轮廓45、腹部轮廓46的外壁面流动,从而对该外壁面进行气膜冷却(film cooling)。
[0079]接下来,对冷却孔52即贯穿孔进行说明。冷却孔52如上所述形成在叶片主体44上。在此,叶片主体44在基体70的表面上形成有保护膜72。保护膜72被设置在没有形成叶片主体44的表面的冷却孔52的区域。保护膜72为具备保护基体70表面的功能的膜,例如由TBC形成。叶片主体44通过配置有保护膜72,能够提高表面的耐久性,且能够提高作为涡轮机静叶的耐久性。
[0080]冷却孔52相对于叶片主体44的内部至表面即形成有保护膜的面,具有倾斜的圆筒部62,且将圆筒部62表面一侧的端部成为开口部63。圆筒部62的中心轴62a相对正交于表面的方向是倾斜的。冷却孔52的开口部63中,在从叶片主体44的内部向表面流动的冷却空气的下游一侧,即倾斜于倾斜的圆筒部62的垂线一侧的端部上形成有扩张部66。
[0081]扩张部66如图6A及图6B所示,与正交于表面的方向的形成角比圆筒部62大,即形成有倾斜度较缓的面。扩张部66的面为平面。另外,扩张部66的开口部分如图6B所示,呈随着远离开口部63而幅度变宽的形状。
[0082]涡轮机静翼43通过使冷却孔52形成为圆筒部62与扩张部66相连接的形状,可使从叶片主体44的内部排出到表面的冷却空气,较容易地沿着叶片主体44的表面流动。
[0083]接下来,参照图7,对涡轮叶片的加工方法,具体而言,对将涡轮机静叶的冷却孔加工成上述的冷却孔的方法进行说明。图7是为了说明涡轮叶片的加工方法的一个例子的说明图。
[0084]本实施例的加工方法如步骤S12所示,制作形成有成为冷却孔的贯穿孔103的基体102,且如步骤S14所示,在基体102的表面上形成保护膜104。在此,保护膜104例如可通过热喷涂形成在基体102的表面。此时,加工方法将在基体102的表面上同样形成保护膜104,因此与贯穿孔103重叠的区域上也将形成有保护膜104。
[0085]接下来,加工方法如步骤S16所示,在形成有贯穿孔103的区域插入加工工具10的前端部16,即进行插入工序。此时,以前端部16的研磨区域18的底面18b即研磨面,相对向于贯穿孔103即与贯穿孔103的保护膜104的方向插入前端部16。加工方法在插入前端部16之际,利用加振部13使前端部16振动。此时,插入前开始振动,或者插入后振动都可以。加工方法如步骤S18所示,通过使前端部16的研磨区域18接触与贯穿孔103重叠的保护膜104的同时,利用加振部13使前端部16振动,研磨并去除与贯穿孔103重叠的保护膜104,即进行去除工序。
[0086]加工方法通过利用加工工具10去除重叠在贯穿孔103上的保护膜104,如步骤S20所示,能够制造在不重叠于圆筒部62的开口部63及扩张部66的位置上形成有保护膜72的祸轮机静叶。
[0087]如上所述,本实施例的加工方法为通过利用加工工具10进行研磨,去除重叠在贯穿孔103上的保护膜104,从而能够高效率地使冷却孔52成为不被保护膜72覆盖的状态。
[0088]另外,通过使加工工具10的研磨面形成为沿着贯穿孔103形状的、平坦的梢细形状,能够使贯穿孔103与研磨面呈略平行,且能够在加工时使研磨面与贯穿孔103接触,并且可抑制削到贯穿孔103。另外,可使贯穿孔103中的能够同时进行加工的范围变得更宽,因此能够减少去除保护膜104所花费的时间。
[0089]另外,如上所述,通过使研磨面向延伸方向移动,能够将研磨面沿着贯穿孔103的倾斜方向即梢细形状移动。由此,能够抑制研磨面接触贯穿孔103的侧壁等。
[0090]加工方法,如本实施例所述,能够在保护冷却孔52的基体102的同时,高效率地进行加工,因此优选使用上述形状的加工工具10,具体而言,是研磨面为面形状且梢细形状的加工工具,但不仅限于此。研磨保护膜的工具的形状可以是各种各样的形状。例如,可以使用前端部为圆柱,圆锥形状的工具本体,也可以使用前端部为平板形状的工具主体。另外,也可以组合各种形状的工具主体。
[0091]接下来,参照图8,对加工方法的另一个例子进行说明。另外,在图8所示的处理中,对于与图7所示的处理相同的工序,将省略详细的说明。
[0092]图8所示的加工方法,如步骤S12所示,制作形成有成为冷却孔的贯穿孔103的基体102,且如步骤S14所示,在基体102的表面上形成保护膜104。
[0093]接下来,加工方法如步骤S32所示,通过在形成有贯穿孔103的区域插入加工工具90的前端部92,使前端部92的研磨区域接触与贯穿孔103重叠的保护膜104的同时,利用加振部使前端部92振动,研磨并去除其一部分与贯穿孔103重叠的保护膜104,即进行前处理工序。在此,加工工具90的前端部92的研磨区
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