[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6992504B2 - Impeller manufacturing method - Google Patents

Impeller manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP6992504B2
JP6992504B2 JP2017251354A JP2017251354A JP6992504B2 JP 6992504 B2 JP6992504 B2 JP 6992504B2 JP 2017251354 A JP2017251354 A JP 2017251354A JP 2017251354 A JP2017251354 A JP 2017251354A JP 6992504 B2 JP6992504 B2 JP 6992504B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
end portion
compressor wheel
impeller
base end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017251354A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019116870A (en
Inventor
寛之 菅沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017251354A priority Critical patent/JP6992504B2/en
Publication of JP2019116870A publication Critical patent/JP2019116870A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6992504B2 publication Critical patent/JP6992504B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、インペラの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an impeller.

従来、高い出力を得るために過給器を利用する内燃機関が知られている。このような過給器においては、鍛造加工した鍛造素形材に切削加工を加えて仕上げられるコンプレッサホイールが用いられている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, an internal combustion engine that uses a supercharger to obtain a high output is known. In such a supercharger, a compressor wheel that is finished by applying a cutting process to a forged raw material that has been forged is used (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６－３０５６２９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-305629

ところで、切削加工で仕上げられるコンプレッサホイールは、寸法精度がよく所望の性能が得られる反面、加工に時間を要する。なお、このような課題は、コンプレッサホイールに限るものではない。タービンホイールなど、その他の切削加工されるインペラにおいても、同様の課題が生じる。 By the way, a compressor wheel finished by cutting has good dimensional accuracy and desired performance can be obtained, but it takes time to process. It should be noted that such a problem is not limited to the compressor wheel. Similar challenges arise for other machined impellers, such as turbine wheels.

上記課題を解決するために、第１ブレードと前記第１ブレードと形状の異なる第２ブレードとが周方向において交互に並ぶインペラの製造方法であって、フランクミーリングによって前記第１ブレードを加工する工程と、ポイントミーリングによって前記第２ブレードを加工する工程とを含む、ことを要旨とする。 In order to solve the above problems, it is a method of manufacturing an impeller in which a first blade and a second blade having a different shape from the first blade are alternately arranged in the circumferential direction, and a step of processing the first blade by flank milling. The gist is that the process includes the process of processing the second blade by point milling.

フランクミーリングによって加工される第１ブレードとポイントミーリングによって加工される第２ブレードとの間が、インペラの性能を決める翼間流路となる。
第１ブレードは、刃具の側面で加工される。このため、第１ブレードの加工に要する時間は短い。一方で、第１ブレードの断面形状は、刃具の形状に依存する。その点、第２ブレードは、刃具の先端で加工される。このため、第２ブレードの断面形状は、刃具の形状に依存しない。したがって、第２ブレードを、所望する形状に加工することができる。これにより、第１ブレードと第２ブレードとの間に所望の形状を有する翼間流路を形成することができる。すなわち、上記製造方法によれば、加工時間を短くしつつ、所望する性能が得られる翼間流路を有するインペラを製造することができる。 The space between the first blade machined by Frank Milling and the second blade machined by point milling is the interwing flow path that determines the performance of the impeller.
The first blade is machined on the side surface of the cutting tool. Therefore, the time required for processing the first blade is short. On the other hand, the cross-sectional shape of the first blade depends on the shape of the cutting tool. In that respect, the second blade is processed at the tip of the cutting tool. Therefore, the cross-sectional shape of the second blade does not depend on the shape of the cutting tool. Therefore, the second blade can be processed into a desired shape. This makes it possible to form an interblade flow path having a desired shape between the first blade and the second blade. That is, according to the above manufacturing method, it is possible to manufacture an impeller having an inter-blade flow path that can obtain desired performance while shortening the machining time.

コンプレッサホイールの斜視図。Perspective view of the compressor wheel. 回転方向に沿って切った断面を含むコンプレッサホイールの斜視図。Perspective view of the compressor wheel including a cross section cut along the direction of rotation.

以下、インペラを内燃機関のターボチャージャに用いられるコンプレッサホイールに具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように、コンプレッサホイール１０は、回転軸Ｏに沿って徐々に外径が長くなる円錐台状の本体部１１と、本体部１１の表面に設けられる第１ブレード１２及び第２ブレード１３を備えている。コンプレッサホイール１０の材質は、例えばアルミニウム合金である。 Hereinafter, an embodiment in which the impeller is embodied in a compressor wheel used in a turbocharger of an internal combustion engine will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the compressor wheel 10 has a truncated cone-shaped main body portion 11 whose outer diameter gradually increases along the rotation axis O, and first blades 12 and second blades provided on the surface of the main body portion 11. It is equipped with 13. The material of the compressor wheel 10 is, for example, an aluminum alloy.

本体部１１には、回転軸Ｏに沿って延びる連結孔１４が設けられている。本体部１１は、連結孔１４に挿入されるシャフト（図示略）によってタービンホイール（図示略）に連結される。 The main body 11 is provided with a connecting hole 14 extending along the rotation axis O. The main body 11 is connected to the turbine wheel (not shown) by a shaft (not shown) inserted into the connecting hole 14.

第１ブレード１２及び第２ブレード１３は、それぞれ６枚ずつ設けられている。各第１ブレード１２及び第２ブレード１３は、回転軸Ｏの周方向において交互に配置されている。第１ブレード１２及び第２ブレード１３は、互いに形状が異なる。 Six first blades 12 and six second blades 13 are provided. The first blades 12 and the second blades 13 are alternately arranged in the circumferential direction of the rotation axis O. The first blade 12 and the second blade 13 have different shapes from each other.

図２に示すように、第１ブレード１２は、本体部１１に連続する基端部１２ａから先端部１２ｂに向かうにつれて徐々に板幅が細くなる台形状の断面形状を有している。基端部１２ａと先端部１２ｂとを繋ぐ外形線は、基端部１２ａから先端部１２ｂに向かうにつれて徐々にコンプレッサホイール１０の回転方向に傾斜する直線である。 As shown in FIG. 2, the first blade 12 has a trapezoidal cross-sectional shape in which the plate width gradually decreases from the base end portion 12a continuous with the main body portion 11 toward the tip end portion 12b. The outline connecting the base end portion 12a and the tip end portion 12b is a straight line that gradually inclines in the rotational direction of the compressor wheel 10 from the base end portion 12a toward the tip end portion 12b.

第２ブレード１３は、本体部１１に連続する基端部１３ａから先端部１３ｂに向かうにつれて徐々に板幅が細くなる台形状の断面形状を有している。第２ブレード１３は、基端部１３ａと先端部１３ｂとを繋ぐ外形線は、基端部１３ａから先端部１３ｂに向かうにつれて徐々にコンプレッサホイール１０の回転方向に向かう傾斜が大きくなる曲線である。 The second blade 13 has a trapezoidal cross-sectional shape in which the plate width gradually decreases from the base end portion 13a continuous with the main body portion 11 toward the tip end portion 13b. The outer line connecting the base end portion 13a and the tip end portion 13b of the second blade 13 is a curve in which the inclination toward the rotation direction of the compressor wheel 10 gradually increases from the base end portion 13a toward the tip end portion 13b.

なお、第１ブレード１２と第２ブレード１３との間は、コンプレッサホイール１０の性能を決める翼間流路１５である。
次に、コンプレッサホイール１０の製造方法について説明する。 The space between the first blade 12 and the second blade 13 is an inter-blade flow path 15 that determines the performance of the compressor wheel 10.
Next, a method of manufacturing the compressor wheel 10 will be described.

まず、アルミニウム合金の素材を鍛造して、コンプレッサホイール１０のおおよその形状を有する鍛造材を製造する。
次に、鍛造材を切削することにより、コンプレッサホイール１０が仕上げられる。 First, an aluminum alloy material is forged to produce a forged material having an approximate shape of the compressor wheel 10.
Next, the compressor wheel 10 is finished by cutting the forged material.

図２に示すように、この鍛造材の切削工程において、第１ブレード１２は、ボールテーパエンドミル２０の側面を使用するフランクミーリングによって加工される。この場合、ボールテーパエンドミル２０は、その側面が第１ブレード１２に押し当てられた状態で、回転軸Ｏの径方向に沿って変位させられる。 As shown in FIG. 2, in the cutting process of this forged material, the first blade 12 is machined by flank milling using the side surface of the ball taper end mill 20. In this case, the ball taper end mill 20 is displaced along the radial direction of the rotation axis O with its side surface pressed against the first blade 12.

第２ブレード１３は、ボールテーパエンドミル２０の先端を使用するポイントミーリングによって加工される。この場合、ボールテーパエンドミル２０は、その先端が第２ブレード１３に押し当てられた状態で、回転軸Ｏの径方向に沿って変位させられる。第２ブレード１３は、ボールテーパエンドミル２０によってポイントミーリングされる位置が第２ブレード１３の先端部１３ｂから基端部１３ａに向かって徐々に移動していくことにより加工される。 The second blade 13 is machined by point milling using the tip of the ball taper end mill 20. In this case, the ball taper end mill 20 is displaced along the radial direction of the rotation axis O with its tip pressed against the second blade 13. The second blade 13 is machined by gradually moving the position milled by the ball taper end mill 20 from the tip portion 13b of the second blade 13 toward the base end portion 13a.

本実施形態の効果について説明する。
第１ブレード１２は、フランクミーリングにより加工される。このため、第１ブレード１２の加工に要する時間は短い。一方で、第１ブレード１２の断面形状は、ボールテーパエンドミル２０の形状に依存する。その点、第２ブレード１３は、ポイントミーリングにより加工される。このため、第２ブレード１３の断面形状は、ボールテーパエンドミル２０の形状に依存しない。これにより、第１ブレード１２と第２ブレード１３との間に所望の形状を有する翼間流路１５を形成することができる。 The effect of this embodiment will be described.
The first blade 12 is machined by flank milling. Therefore, the time required for processing the first blade 12 is short. On the other hand, the cross-sectional shape of the first blade 12 depends on the shape of the ball taper end mill 20. In that respect, the second blade 13 is processed by point milling. Therefore, the cross-sectional shape of the second blade 13 does not depend on the shape of the ball taper end mill 20. This makes it possible to form an inter-blade flow path 15 having a desired shape between the first blade 12 and the second blade 13.

このように、コンプレッサホイール１０は、フランクミーリングにより第１ブレード１２を加工する工程と、ポイントミーリングにより第２ブレード１３を加工する工程とを経て製造される。その結果、本実施形態に示す製造方法によれば、加工時間を短くしつつ、所望する性能が得られる翼間流路１５を有するコンプレッサホイール１０を製造することができる。 As described above, the compressor wheel 10 is manufactured through a process of processing the first blade 12 by flank milling and a process of processing the second blade 13 by point milling. As a result, according to the manufacturing method shown in the present embodiment, it is possible to manufacture the compressor wheel 10 having the inter-blade flow path 15 that can obtain the desired performance while shortening the machining time.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・コンプレッサホイール１０は、鋳物材や押出材を切削することにより製造してもよい。 This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
The compressor wheel 10 may be manufactured by cutting a cast material or an extruded material.

・コンプレッサホイール１０の材質はアルミニウム合金に限らない。チタンやその他の金属を使用してもよい。
・コンプレッサホイール１０に限らず、タービンホイールやその他のインペラにも上記実施形態の製造方法を適用することができる。 -The material of the compressor wheel 10 is not limited to aluminum alloy. Titanium and other metals may be used.
-The manufacturing method of the above embodiment can be applied not only to the compressor wheel 10 but also to the turbine wheel and other impellers.

・刃具は、フランクミーリング用の刃具及びポイントミーリング用の刃具の２つを用いてもよい。 -You may use two cutting tools, a cutting tool for flank milling and a cutting tool for point milling.

１０…コンプレッサホイール、１１…本体部、１２…第１ブレード、１３…第２ブレード、１４…連結孔、１５…翼間流路、２０…ボールテーパエンドミル。 10 ... Compressor wheel, 11 ... Main body, 12 ... 1st blade, 13 ... 2nd blade, 14 ... Connecting hole, 15 ... Inter-blade flow path, 20 ... Ball taper end mill.

Claims (1)

第１ブレードと前記第１ブレードとは形状の異なる第２ブレードとが周方向において交互に並ぶインペラの製造方法であって、
前記第１ブレードの基端部と先端部とを繋ぐ外形線は、当該第１ブレードの基端部から先端部に向かうにつれて前記インペラの回転方向に傾斜する直線であり、
前記第２ブレードの基端部と先端部とを繋ぐ外形線は、当該第２ブレードの基端部から先端部に向かうにつれて徐々に前記インペラの回転方向に向かう傾斜が大きくなる曲線であり、
フランクミーリングによって前記第１ブレードを加工する工程と、ポイントミーリングによって前記第２ブレードを加工する工程とを含む
インペラの製造方法。 A method for manufacturing an impeller in which a first blade and a second blade having a different shape from the first blade are alternately arranged in the circumferential direction.
The outline connecting the base end portion and the tip end portion of the first blade is a straight line that inclines in the rotational direction of the impeller as it goes from the base end portion to the tip end portion of the first blade.
The outline connecting the base end portion and the tip end portion of the second blade is a curve in which the inclination in the rotation direction of the impeller gradually increases from the base end portion to the tip end portion of the second blade.
A method for manufacturing an impeller, which comprises a step of processing the first blade by flank milling and a step of processing the second blade by point milling.
JP2017251354A 2017-12-27 2017-12-27 Impeller manufacturing method Active JP6992504B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017251354A JP6992504B2 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Impeller manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017251354A JP6992504B2 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Impeller manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019116870A JP2019116870A (en) 2019-07-18
JP6992504B2 true JP6992504B2 (en) 2022-01-13

Family

ID=67304302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017251354A Active JP6992504B2 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Impeller manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6992504B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021107229A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-03 주식회사 티씨티 Impeller machining apparatus and machining method using same
JP7310739B2 (en) * 2020-07-14 2023-07-19 株式会社豊田自動織機 Impeller and its manufacturing method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012520412A (en) 2009-03-13 2012-09-06 ターボメカ Axial flow centrifugal compressor with scalable rake angle
JP2014141909A (en) 2013-01-23 2014-08-07 Toyota Industries Corp Impeller for turbocharger, manufacturing method of impeller for turbocharger, turbocharger and turbo unit
WO2015002066A1 (en) 2013-07-04 2015-01-08 株式会社Ihi Compressor impeller, centrifugal compressor, machining method for compressor impeller, and machining apparatus for compressor impeller

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5014421A (en) * 1989-12-26 1991-05-14 Ingersoll-Rand Company Contoured blade edge cutting method
WO1992013197A1 (en) * 1991-01-15 1992-08-06 Northern Research & Engineering Corporation Arbitrary hub for centrifugal impellers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012520412A (en) 2009-03-13 2012-09-06 ターボメカ Axial flow centrifugal compressor with scalable rake angle
JP2014141909A (en) 2013-01-23 2014-08-07 Toyota Industries Corp Impeller for turbocharger, manufacturing method of impeller for turbocharger, turbocharger and turbo unit
WO2015002066A1 (en) 2013-07-04 2015-01-08 株式会社Ihi Compressor impeller, centrifugal compressor, machining method for compressor impeller, and machining apparatus for compressor impeller

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019116870A (en) 2019-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8701287B2 (en) Method for aerodynamically shaping the leading edge of blisk blades
US7841809B2 (en) High helix/low lead cutting tool
JP4704495B2 (en) Turbine blade connecting groove cutting method and Christmas cutter used therefor
JP2009255288A5 (en)
JP5390592B2 (en) Improved method for manufacturing rotor blades with integrated blades with rings that temporarily hold the rotor
US11135661B2 (en) Method for introducing a balancing mark into the compressor wheel of a turbocharger, and turbocharger comprising a compressor wheel which has a balancing mark
JP2008279547A (en) Groove working method and formed rotary cutting tool
WO1990008614A1 (en) Drill
JP6992504B2 (en) Impeller manufacturing method
JP7310739B2 (en) Impeller and its manufacturing method
CN107013488B (en) Fan rotor blade with optimized blade root
US20160256940A1 (en) Compound fillet radii cutter
JP2011517627A (en) An improved method of making an integral bladed disk with a temporary retaining ring for the bladed disk that is removed prior to the milling step
JP2007175830A (en) Christmas tree formed milling cutter
JP2008279548A (en) Cutting working method and formed rotary cutting tool
US9915272B2 (en) Turbomachine blade and relative production method
US9421661B2 (en) Airfoil edge form transfer grinding tool
JP3305204B2 (en) Processing method of radiation impeller
JP7213878B2 (en) Rotor blade for turbomachinery and method for manufacturing rotor blade
JP6626853B2 (en) Rotary cutting tool
JP2007319968A (en) Formed cutter
EP2897749B1 (en) Milling cutter and method of use
US11725518B2 (en) Method for machining a blade and a blade for a turbomachine
CN108580997B (en) Forming milling cutter for machining blade root of gas turbine compressor blade
JP6888626B2 (en) Turbine blade connection groove cutting cutter and turbine blade connection groove cutting method and turbine blade connection groove manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200624

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210601

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211122

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6992504

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151