KR20190128595A - 부품 재작업 시스템을 위한 재작업 프레스 어셈블리와 이를 이용하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하기 위한 재작업 프레스 어셈블리가 제공된다. 상기 재작업 프레스 어셈블리는 프레임과, 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 다이, 그리고 램을 포함한다. 상기 램은 재작업 프레스 어셈블리의 축에 대해 상기 다이의 반대편에서 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성되어 있다. 상기 램과 상기 다이는 이들 사이에 부품 캐비티를 획정한다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제1 길이를 갖는다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제2 길이를 갖고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 크다.
Description
일반적으로 본 발명의 분야는 치수적으로 부적합한 특성을 갖는 부품을 재작업하는 것에 관한 것이고, 보다 구체적으로 고강도 및 저연성을 갖는 것 등과 같은 치수적으로 부적합한 부품을, 부품으로의 잔류 응력의 도입을 억제하도록, 높은 온도의 재작업 프레스 어셈블리를 사용하여 재작업하는 것에 관한 것이다.
알려진 부품의 적어도 일부는, 부품의 초기 제조 프로세스, 열처리 프로세스, 및/또는 작동 사용에서 유래하는 치수 왜곡을 경험한다. 예를 들어, 알려진 부품의 적어도 일부는, 열처리 프로세스 동안에, 적어도 부품의 열팽창 및/또는 부품 내의 잔류 응력에 기인하는 치수 왜곡을 경험한다. 적어도 일부 경우에, 부품은 치수 왜곡을 수정하고 부품을 작동 사용에 적합하게 만들기 위해 재작업 프로세스를 거쳐야 할 필요가 있다. 그러나, 저강도 고연성 재료 특성을 갖는 재료로 형성된 부품을 알려진 프로세스 중의 일부를 이용하여 재작업하는 것을 통해, 부품 전반에 걸쳐 잔류 응력이 남겨질 수 있다. 예를 들어, 알려진 재작업 프로세스 중의 하나는, 재료가 항복하기까지 부품의 왜곡된 영역의 한 쪽을 가열하면서, 반대 쪽은 탄성을 유지하고 팽창시켜, 상기 왜곡된 영역을 가열된 영역을 향해 변형시키는 "핫 스팟" 프로세스이다. 그러나, 저강도 및 고연성 특성을 갖는 재료로 형성된 부품을 핫 스팟 프로세스를 이용하여 재작업함으로써, 가열된 영역에 잔류 응력이 남겨질 수 있다.
또한, 알려진 프로세스 중 적어도 몇몇 다른 프로세스에서는, 고강도 및 저연성 특성을 갖는 재료로 형성된 부품을 재작업함으로써, 재작업의 위치에서 기계적 특성의 저하가 초래될 수 있다. 예를 들어, 고강도 및 저연성 재료로 형성된 부품을, 부품의 오목부를 충전하는 브레이징에 의해 및/또는 부품의 고위 스팟을 기계 가공하는 것에 의해, 재작업함으로써, 재작업의 부위에서 부품의 특성의 변화가 야기될 수 있는 데, 이는 (브레이징 프로세스의 결과로) 달라진 재료 및/또는 (기계 가공 프로세스의 결과로) 재작업의 영역으로부터 제거된 재료에 기인한 것으로, 부품의 중요하지 않은 영역에까지 상기한 프로세스들을 사용하여 부품을 재작업하는 것을 제한한다.
일 양태에서는, 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하기 위한 재작업 프레스 어셈블리가 제공된다. 상기 재작업 프레스 어셈블리는 프레임과, 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 다이, 그리고 램을 포함한다. 상기 램은 재작업 프레스 어셈블리의 축에 대해 상기 다이의 반대편에서 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성되어 있다. 상기 램과 상기 다이는 이들 사이에 부품 캐비티를 획정한다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제1 길이를 갖는다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 프레스가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제2 길이를 갖고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 크다.
다른 양태에서는, 부품 재작업 시스템이 제공된다. 상기 부품 재작업 시스템은 열에너지를 받도록 구성된 내부 환경을 포함하는 열처리 인클로저와, 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하기 위한 재작업 프레스 어셈블리를 포함한다. 상기 재작업 프레스 어셈블리는 상기 내부 환경 내에 배치되고, 프레임과, 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 다이, 그리고 램을 포함한다. 상기 램은 재작업 프레스 어셈블리의 축에 대해 상기 다이의 반대편에서 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성되어 있다. 상기 램과 상기 다이는 이들 사이에 부품 캐비티를 획정한다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제1 길이를 갖는다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 프레스가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제2 길이를 갖고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 크다.
또 다른 양태에서는, 부품을 재작업하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 부품을 재작업 프레스 어셈블리의 부품 캐비티 내에 배치하는 단계를 포함한다. 상기 재작업 프레스 어셈블리는 프레임과, 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 다이, 그리고 램을 포함한다. 상기 램은 재작업 프레스 어셈블리의 축에 대해 상기 다이의 반대편에서 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성되어 있다. 상기 램과 상기 다이는 이들 사이에 부품 캐비티를 획정한다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제1 길이를 갖는다. 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 프레스가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제2 길이를 갖고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 크다. 상기 방법은 또한, 상기 재작업 프레스 어셈블리와 상기 부품을 제1 열 조건의 열처리 인클로저 내에 배치하는 단계를 포함한다. 끝으로, 상기 방법은, 재작업 프레스 어셈블리가 제2 열 조건으로 될 때까지, 열처리 인클로저 내의 온도를 증가시키는 단계를 포함한다.
도 1은 예시적인 부품 재작업 시스템의 블록 선도이고;
도 2는 예시적인 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리를 예시하는, 도 1에 도시된 부품 재작업 시스템과 함께 사용될 수 있는, 예시적인 재작업 프레스 어셈블리의 측단면도이며;
도 3은 예시적인 제2 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리를 예시하는, 도 2에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 측단면도이고;
도 4는 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리의 제1 대안적인 실시형태를 예시하는, 도 2에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 제1 대안적인 실시형태의 측단면도이며;
도 5는 제2 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리를 예시하는, 도 4에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 측단면도이고;
도 6은 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리의 제2 대안적인 실시형태를 예시하는, 도 2에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 제2 대안적인 실시형태의 측단면도이며;
도 7은 도 1, 도 4 및 도 6에 도시된 부품 재작업 시스템 등과 같은 부품 재작업 시스템을 사용하여 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2는 예시적인 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리를 예시하는, 도 1에 도시된 부품 재작업 시스템과 함께 사용될 수 있는, 예시적인 재작업 프레스 어셈블리의 측단면도이며;
도 3은 예시적인 제2 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리를 예시하는, 도 2에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 측단면도이고;
도 4는 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리의 제1 대안적인 실시형태를 예시하는, 도 2에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 제1 대안적인 실시형태의 측단면도이며;
도 5는 제2 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리를 예시하는, 도 4에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 측단면도이고;
도 6은 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리의 제2 대안적인 실시형태를 예시하는, 도 2에 도시된 재작업 프레스 어셈블리의 제2 대안적인 실시형태의 측단면도이며;
도 7은 도 1, 도 4 및 도 6에 도시된 부품 재작업 시스템 등과 같은 부품 재작업 시스템을 사용하여 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
본원에 기술된 실시형태는, 초합금으로 형성된 부품을 비롯한, 고강도 및 저연성의 재료 특성을 갖는 부품들(이들 부품에 국한되는 것은 아님)에 대한 공지된 재작업 시스템의 단점들 중의 적어도 일부를 극복한다. 상기 실시형태들은 치수적으로 왜곡된 부품을 재작업하는 재작업 프레스 어셈블리를 포함한다. 재작업 프레스 어셈블리는 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성된 다이, 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성된 램, 및 다이와 램 사이에서 연장되는 프레임을 포함한다. 상기 램은 상기 다이의 반대편에 배치되어 있고 상기 다이와의 사이에 부품 캐비티를 획정한다. 상기 램은, 상기 프레스가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 제1 길이를 갖고, 상기 프레스가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 더 큰 제2 길이를 갖는다. 따라서, 재작업 대상인 부품을 다이와 램 사이에 있는 부품 캐비티 내에 배치한 후, 램이 부품을 소정량만큼 압축하여 치수 왜곡을 수정하기 위한 램의 길이 증가를 초래하도록 선택된 소정 온도까지 재작업 프레스 어셈블리 및 부품의 온도를 상승시킨다. 일부 실시형태에서, 다이와 램은 부품의 정확한 재작업을 용이하게 하도록 부품의 치수적으로 정확한 단부 프로파일에 대해 상보적인 윤곽을 갖는다.
달리 명시되어 있지 않다면, "일반적으로", "실질적으로" 및 "대략" 등과 같은 근사적인 표현은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 이렇게 한정되는 용어가, 절대적인 또는 완전한 분량에 적용되기 보다는 당업자에 의해 인식되는 바와 같은 근사한 분량에만 적용될 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서, "약", "대략" 및 "실질적으로" 등과 같은 용어(들)에 의해 한정되는 값이, 특정된 바로 그 값에 제한되는 것은 아니다. 적어도 몇몇 예에서, 근사적인 표현은 값을 측정하는 기구의 정확도에 대응할 수 있다. 추가적으로, 달리 명시되어 있지 않다면, 여기에서 용어 "제1", "제2" 등은 라벨로서만 사용되고, 이들 용어가 지칭하는 항목들에 순서, 위치, 또는 계층 요건을 부과하려는 의도는 없다. 또한, 예를 들어, "제2" 항목에 대한 언급은, 예를 들어 "제1" 또는 더 낮은 번호를 붙인 항목 또는 "제3" 또는 더 높은 번호를 붙인 항목의 존재를 요구하거나 배제하지 않는다.
도 1은 예시적인 부품 재작업 시스템(100)의 블록선도이다. 예시적인 실시형태에서, 부품 재작업 시스템(100)은 열처리 인클로저(102)를 포함한다. 인클로저(102)의 내부 환경(103)은 열처리 인클로저(102)를 둘러싸는 외부 환경(105)으로부터 적어도 부분적으로 열적으로 격리되어 있다. 재작업 프레스 어셈블리(104)와, 부품 길이(110)를 갖고 소정 재료(108)로 형성되는 부품(106)이, 내부 환경(103) 내에 배치되어 있고, 열에너지가 내부 환경(103)에 도입된다. 예시적인 실시형태에서는, 내부 환경(103)이 소기의 온도에 도달하기까지 가열되는 대기 압력의 공기를 통하여, 열에너지가 열처리 인클로저(102)의 내부 환경(103)에 도입된다. 대안적인 실시형태에서, 내부 환경(103)은 본원에 기술된 바와 같이 부품 재작업 시스템(100)의 작동을 용이하게 하는 임의의 타입의 불활성 가스를 임의의 압력으로 포함한다. 열처리 인클로저(102) 내의 상승된 온도는, 본원에서 더 기술되는 바와 같이, 부품(106)의 재작업을 용이하게 한다.
예시적인 실시형태에서, 열처리 인클로저(102)는, 2300℉ 이하의 내부 온도를 발생시키도록 구성된 배치로(batch furnace)(102)이다. 대안적인 실시형태에서, 열처리 인클로저(102)는 박스-타입 노, 자동차-타입 노, 엘리베이터-타입 노, 벨-타입 노, 균열료(pit furnace), 염욕로 및 유동층로 중의 어느 하나이다. 다른 대안적인 실시형태에서, 열처리 인클로저(102)는 부품(106)의 재료(108)의 모재를 연화시킬 수 있을 정도로 충분히 높은 내부 온도를 발생시킬 수 있는 임의의 열에너지 발생 장치이다.
도 2는 예시적인 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리(104)를 예시하는, 부품 재작업 시스템(100)(도 1에 도시)과 함께 사용될 수 있는, 예시적인 재작업 프레스 어셈블리(104)의 측단면도이다. 도 3은 예시적인 제2 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리(104)를 예시하는, (도 2에 도시된) 재작업 프레스 어셈블리(104)의 측단면도이다. 예시적인 실시형태에서, 재작업 프레스 어셈블리(104)는 프레임(204)에 결합된 다이(200)와, 프레스 종축(206)에 대하여 다이(200)의 반대편에 있는 프레임(204)에 결합된 램(202)을 포함한다. 부품(106)은 다이(200)와 램(202) 사이에 획정된 부품 캐비티(208) 내에 배치된다. 대안적인 실시형태에서, 재작업 프레스 어셈블리(104)는, 본원에 기술된 바와 같이 프레스 종축(206)에 대해 임의의 배향으로 배치되며 부품 재작업 시스템(100)의 작동을 용이하게 하는 임의의 수의 다이(200) 및 램(202)을 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 다이(200)는 부품(106)의 제1 부분(210)과 접촉하도록 구성되어 있고 프레임(204)의 다이 지지부(226)에 결합되어 있다. 다이(200)는 부품(106)의 제1 부분(210)의 치수적으로 정확한 프로파일에 대해 상보적인 윤곽을 갖는 다이 성형면(212)을 포함한다. 대안적인 실시형태에서, 다이(200)는 복수 개의 다이(200)를 포함하고, 상기 복수 개의 다이(200)는, 다이 지지부(226)의 표면을 따라 획정되며 프레스 종축(206)에 대해 실질적으로 수직한 다이 평면(214)을 따라 복수 개의 위치에 배치 가능하다. 다른 대안적인 실시형태에서, 다이(200)는 본원에 기술된 바와 같이 부품 재작업 시스템(100)의 작동을 용이하게 하는 임의의 구성을 갖는다.
예시적인 실시형태에서, 램(202)은 부품(106)의 제2 부분(216)과 접촉하도록 구성되어 있고 프레임(204)에 있어서 다이(200)의 반대편에 있는 램 지지부(224)에 결합되어 있다. 램(202)은 부품(106)의 제2 부분(216)의 치수적으로 정확한 프로파일에 대해 상보적인 윤곽을 갖는 램 성형면(218)을 포함한다. 대안적인 실시형태에서, 램(202)은 복수 개의 램(202)을 포함하고, 상기 복수 개의 램(202)은, 램 지지부(224)의 표면을 따라 획정되며 프레스 종축(206)에 대해 실질적으로 수직한 램 평면(219)을 따라 배치 가능하다. 다른 대안적인 실시형태에서, 램(202)은 제1 열 조건에서 부품(106)과 접촉하지 않고 제1 열 조건에서 제1 부분(210)으로부터 램 갭(220)만큼 이격되어 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 램(202)은 본원에 기술된 바와 같이 부품 재작업 시스템(100)의 작동을 용이하게 하는 임의의 구성을 갖는다.
예시적인 실시형태에서, 프레임(204)은 다이(200)와 램(202) 사이에서 연장된다. 보다 구체적으로, 프레임(204)은 복수 개의 지지 로드(222), 램 지지부(224) 및 다이 지지부(226)를 포함한다. 각 지지 로드(222)는 램 지지부(224)와 다이 지지부(226)에 결합되고, 상기 두 지지부 사이에서 그리고 상기 두 지지부를 통과하여 연장된다. 예시적인 실시형태에서, 램 지지부(224)는 램(202)을 프레스 종축(206)에 대해 실질적으로 수직하게 유지하도록 구성되어 있고, 다이 지지부(226)는 다이(200)를 프레스 종축(206)에 대해 실질적으로 수직하게 유지하도록 구성되어 있다. 대안적인 실시형태에서, 프레임(204)은 다이(200)를 포함하는 단일 모놀리식 구성요소이고, 램(202)을 유지하도록 구성되어 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 프레임(204)은 본원에 기술된 바와 같이 재작업 프레스 어셈블리(104)의 작동을 용이하게 하는 임의의 구성의 임의의 구성요소를 포함한다.
예시적인 실시형태에서는, 다이 지지부(226)와 램 지지부(224)가 함께 결합되도록, 지지 로드(222)가 다이 지지부(226)와 램 지지부(224)를 통해 수용 가능하다. 보다 구체적으로, 각 지지 로드(222)는 복수 개의 너트(230)의 각각에 있는 나사산과 결합 가능한 나사부(228)를 포함한다. 사전 선택된 폭의 램 갭(220)이 얻어질 때까지 램 갭(220)이 감소되도록, 각 너트(230)는 각각의 지지 로드(222)를 따라 램 지지부(224)를 향해 나사식으로 전진 가능하다. 추가적으로, 각 지지 로드(222)는, 다이 지지부(226)를 관통하여 연장되는 한 쌍의 상보적인 테이퍼형 관통 구멍(234)의 각각 내에 결합 가능한 테이퍼형 부분(232)을 포함한다. 지지 로드(222)가 다이(200)를 부품(106)의 제1 부분(210)에 대해 유지하는 것을 용이하게 하지만 램(202)을 향해 다이 지지부(226)에서 완전히 나오게 되는 것은 억제되도록, 각 테이퍼형 관통 구멍(234)은 대응 지지 로드(222)의 테이퍼형 부분(232)에 대해 상보적인 윤곽을 갖고 테이퍼형 부분(232)과 상호 접속된다. 대안적인 실시형태에서, 지지 로드(222), 다이 지지부(226) 및 램 지지부(224)는 본원에 기술된 바와 같이 재작업 프레스 어셈블리(104)의 작동을 용이하게 하는 임의의 방식으로 협력하도록 구성되어 있다.
예시적인 실시형태에서, 프레임(204)은 냉각 시스템(300)을 포함한다. 냉각 시스템(300)은 프레임(204) 및 다이(200)를 통한 냉각 유체의 흐름을 라우팅하도록 구성된 냉각 통로(302)를 포함한다. 보다 구체적으로, 제1 냉각 통로(302)가 다이 지지부(226)를 통해 연장되고, 제2 냉각 통로(302)가 램 지지부(224)를 통해 연장된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 지지 로드(222)는 냉각 통로(302)를 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 냉각 유체는 에틸렌 글리콜이다. 대안적인 실시형태에서, 냉각 유체는 프로필렌 글리콜, 고온 냉각제, 냉매, 냉각 가스, 또는 다른 적절한 냉각제 중의 적어도 하나를 포함한다. 펌프(도시 생략)는 냉각 유체를 냉각 통로(302)를 통과해 열교환기(도시 생략)에까지 순환시켜 재작업 프레스 어셈블리(104)에 있어서 냉각 통로(302)를 포함하는 부분과 냉각 유체 사이의 열에너지 교환을 용이하게 하도록 구성되어 있다. 냉각 시스템의 냉각 능력은, 냉각 유체의 체적, 냉각 유체의 타입, 냉각 시스템(300)의 체적당 처리량 및 열교환기의 타입 및/또는 효율 중의 적어도 하나를 선택함으로써 결정된다. 대안적인 실시형태에서, 냉각 시스템(300)은 부품 재작업 시스템(1000)의 작동을 용이하게 하는 임의의 구성요소를 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 다이(200)는 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료(236)로 제조되고, 프레임(204)은 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료(238)로 제조되며, 램(202)은 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료(240)로 제조된다. 예시적인 실시형태에서, 제1 재료(236) 및 제2 재료(238)는, 그리고 이에 따라 제1 열팽창 계수 및 제2 열팽창 계수는 동일하고, 제3 재료(240)는 제1 재료(236) 및 제2 재료(238)와 다르다. 적어도 몇몇 실시형태에서, 부품(106)의 열팽창 계수는 제1 열팽창 계수, 제2 열팽창 계수 및 제3 열팽창 계수 각각보다 크다. 제3 재료(240)의 제3 열팽창 계수는 제1 및 제2 열팽창 계수보다 크고, 그 결과 본원에 더 기술되는 바와 같이, 기계식 또는 유압식 프레스 시스템을 필요로 하지 않고서도, 재작업 프레스 어셈블리(104)의 일부 구성요소의 열팽창 계수가, 재작업 프레스 어셈블리(104)의 다른 구성요소에 비해, 부품 재작업 시스템(100)의 작동을 용이하게 하는 소정의 값으로 된다.
예시적인 실시형태에서, 제1 재료(236)와 제2 재료(238)는 티타늄-지르코늄-몰리브덴 합금이고, 제3 재료(240)는 RENE 108 등과 같은 니켈계 초합금인데, 이는 열팽창 계수에 차이를 두는 것을 용이하게 한다. 예를 들어, 티타늄-지르코늄-몰리브덴 합금의 열팽창 계수는 RENE 108 합금의 열팽창 계수의 약 2/3이다. 대안적으로, 제1 재료(236) 및 제2 재료(238)도 또한 RENE 108 등과 같은 니켈계 초합금이지만, 이하에 기술되는 바와 같이 제3 재료(240)에 대해 열팽창 계수에 차이를 두는 것을 용이하게 하도록 냉각 유체와 상호 작용하도록 구성된다. 대안적인 실시형태에서, 제1 재료(236), 제2 재료(238) 및 제3 재료(240) 각각은, 티타늄-지르코늄-몰리브덴 합금, R108 합금, GTD111®("GTD111"은 뉴욕주 스키넥터디 소재의 General Electric Company의 등록 상표이다) 합금, IN 738®("IN 738"은 켄터키주 버노 소재의 Huntington Alloys Corporation의 등록 상표이다) 합금, Rene 5®("Rene 5"는 뉴욕주 스키넥터디 소재의 General Electric Company의 등록 상표이다), Rene 4®("Rene 4"는 뉴욕주 스키넥터디 소재의 General Electric Company의 등록 상표이다) 및 감마 프라임상 체적 분율이 적어도 50%인 니켈계 초합금 중의 적어도 하나이다. 다른 대안적인 실시형태에서, 제1 재료(236) 및 제2 재료(238) 각각은 그래파이트 재료 및 세라믹 재료 중의 적어도 하나이다. 추가의 대안적인 실시형태에서, 제1 재료(236)와 제3 재료(240)는 동일하고, 제1 열팽창 계수와 제3 열팽창 계수는 동일하며, 제2 재료(238)는 제1 재료(236) 및 제3 재료(240)와 다르고, 이에 따라 다이와 램은 뒤바뀌어 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 재작업 프레스 어셈블리(104)는 본원에 기술된 바와 같이 부품 재작업 시스템(100)의 작동을 용이하게 하는 임의의 열팽창 계수를 갖는 재료의 임의의 조합을 갖는다.
예시적인 실시형태에서, 부품(106)은 고강도 및 저연성의 물리적 특성을 갖는 재료(108)로 제조된 터빈 노즐이다. 보다 구체적으로, 부품(106)은 터빈 노즐이고, 재료(108)는 RENE 108 합금이다. 대안적인 실시형태에서, 부품(106)은 감마 프라임상 체적 분율이 적어도 30%인 니켈계 초합금으로 제조된다. 다른 대안적인 실시형태에서, 부품(106)은 본원에 기술된 바와 같이 재작업 프로세스에 대응하는 임의의 강도 및 연성을 갖는 임의의 재료로 제조된다. 도 2를 참조로 하면, 예시적인 실시형태에서, 부품(106)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 부분(210)의 베이스(242)에 치수 왜곡을 갖는 제1 왜곡 조건이다. 대안적인 실시형태에서, 부품은 부품(106)의 선단 특징부(246) 및 에어포일(244) 중의 적어도 하나에 치수 왜곡을 갖는다. 다른 대안적인 실시형태에서, 부품(106)은 본원에 기술된 바와 같이 부품 재작업 시스템(100)을 이용하여 수정 가능한 임의의 타입, 크기 및 개수의 치수 왜곡을 갖는다.
도 2에서, 부품(106)과 재작업 프레스 어셈블리(104)는 제1 열 조건, 즉 제1 온도로 예시되어 있다. 예시적인 실시형태에서, 제1 열 조건은 부품 재작업 시스템(100)의 정지 조건, 즉 비(非)재작업 및/또는 초기 기동 조건과 관련되어 있다. 대안적인 실시형태에서, 제1 열 조건은 재작업 프레스 어셈블리(104) 및/또는 부품(106)의 임의의 적절한 조건과 관련되어 있다. 부품(106) 및 재작업 프레스 어셈블리(104)가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 램(202)은 프레스 종축(206)에 관하여 제1 램 길이(248)이고, 다이(200)는 프레스 종축(206)에 관하여 제1 다이 길이(249)이다. 예시적인 실시형태에서는, 제1 열 조건에서 램(202)이 부품(106)의 제2 부분(216)과 접촉하고 있지 않은 것으로 예시되어 있다. 대안적인 실시형태에서는, 제1 열 조건에서 램(202)이 부품(106)과 접촉하고 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 램(202)은 재작업 프레스 어셈블리(104)를 본원에 기술된 바와 같이 기능하게 하는 다수의 위치에서 부품(106)과 접촉한다.
도 3에서, 부품(106)과 재작업 프레스 어셈블리(104)는 제2 열 조건, 즉 제2 온도로 예시되어 있다. 예시적인 실시형태에서, 제2 열 조건은 부품 재작업 시스템(100)의 완료된 재작업 설정값 조건과 관련되어 있다. 대안적인 실시형태에서, 제2 열 조건은 부품 재작업 시스템(100) 및/또는 부품(106)의 임의의 적절한 조건과 관련되어 있다. 부품(106) 및 재작업 프레스 어셈블리(104)가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 램(202)은 프레스 종축(206)에 관하여 제2 램 길이(250)인데, 이 제2 램 길이(250)는 제1 램 길이(248)보다 큰 것이고, 다이(200)는 프레스 종축(206)에 관하여 제2 다이 길이(252)인데, 이 제2 다이 길이(252)는 실질적으로 제1 다이 길이(249)와 같은 것이다. 예시적인 실시형태에서는, 부품 재작업 시스템(100)과 협력하여, 재작업 프레스 어셈블리(104)와 부품(106)이 제2 열 조건일 때, 램(202)의 열팽창으로 인한 램(202) 길이의 변화의 결과로서 부품(106)이 소정량 변형되도록, 램(202)의 크기 및 위치가 설정되어 있다.
보다 구체적으로, 도 2와 도 3을 참조해 보면, 재작업 프레스 어셈블리(104)가 제1 열 조건으로부터 제2 열 조건으로 전이됨에 따라, 램(202)은 열팽창된다. 램(202)의 열팽창으로 인해, 램(202)은 적어도 그 길이가 프레스 종축(206)을 따라 확장된다. 예시적인 실시형태에서, 부품(106)의 탄성 계수는 램(202)의 탄성 계수, 다이(200)의 탄성 계수 및 프레임(204)의 탄성 계수 중 어느 것보다 작으므로, 제2 램 길이(250)로 전이하는 램(202)이, 부품(106)의 임의의 열팽창을 추가적으로 극복하기에 충분한 힘으로, 램(202)과 다이(200) 사이에 있는 부품(106)을 압축하여, 부품(106)을 소정량 변형시킨다. 대안적인 실시형태에서, 램(202), 다이(200) 및 프레임(204) 중의 적어도 하나의 탄성 계수는 부품(106)의 탄성 계수보다 작고, 램(202), 다이(200) 및 프레임(204) 중의 적어도 하나는 냉각 통로(30)를 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 소정 치수 δ를 따른 재료의 열팽창은, 재료의 선형 열팽창의 계수 α, 제1 열 조건 T1으로부터 제2 열 조건 T2로의 온도의 변화, 및 치수 L의 크기와 관련이 있다. 예시적인 실시형태에서, 적어도 하기의 식은, 부품(106)과 재작업 프레스 어셈블리(104)가 제1 열 조건으로부터 제2 열 조건으로 전이됨에 따라, 결과적으로 재작업 프레스 어셈블리(104) 내에서 부품(106)이 경험하게 되는 스트레인(ε)의 양을 결정하는 데 이용되는데, 여기서 다이(200)의 제1 재료(236)는 램(202)의 제3 재료(240)의 열팽창 계수보다 실질적으로 작은 열팽창 계수를 갖는다:
여기서 Lc1은 제1 열 조건에서의 부품 길이(110)를 나타내고, αc는 부품(106)의 열팽창 계수를 나타내며, Lp1은 제1 열 조건에서의 재작업 프레스 어셈블리(104)의 길이를 나타내고, αp는 재작업 프레스 어셈블리(104)의 열팽창 계수를 나타내며, Lr1은 제1 열 조건에서의 램(202)의 길이를 나타내고, αr은 램(202)의 열팽창 계수를 나타내며, δ은 램 갭(202)이다.
좌표 측정 기계(CMM), 블루 라이트 3차원 스캐닝 프로세스, 및 게이지 측정 프로세스 중의 적어도 하나를 사용하여 부품(106)을 검사하고, 예를 들어 치수적으로 정확한 부품(106)으로부터의 부품(106)의 치수 편차를 결정한다. 적어도 상기의 식을 이용하여, 솔리드 모델링 프로그램에서 유한 요소 모델링(FEM)을 부품(106) 및 재작업 프레스 어셈블리(104)에 수행하여, 예를 들어 제2 열 조건에서 상기 치수적으로 정확한 부품(106)을 만들어 내기 위해 재작업 프레스 어셈블리(104)의 구성요소들이 제1 열 조건에서 가져야 하는 복수 개의 제1 치수를 결정한다. 그 후에, 부품(106)과 재작업 프레스 어셈블리(104)는 제1 열 조건으로부터 제2 열 조건으로 전이하게 되고, 이로 인해 재료(108) 내에서의 항복 및 크리프 메커니즘 중의 적어도 하나의 메커니즘의 결과로 부품(106)이 영구적으로 변형하게 되며, 그 결과 치수적으로 정확한 부품(106)이 된다. 대안적인 예에서, 재작업 프레스 어셈블리(104) 및 부품(106) 각각의 열팽창, 스트레인 및 변형은, 부품 재작업 시스템(100)이 본원에 기술된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 방법을 이용하여 산출된다.
프레스 종축(206)을 따라 대향 배치된 다이(200)와 램(202)을 이용하여 프레스 종축(206)을 따라 수정하는 것과 관련하여, 부품(106)의 치수 수정을 앞서 기술하였지만, 일부 실시형태에서는 재작업 프레스 어셈블리(104)의 임의의 적절한 축에 대해 대향 배치된 다이(200)와 램(202)을 이용하여, 실질적으로 동일한 방식으로, 부품(106)의 부적합한 회전 및 경사 치수의 수정이 달성되는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 다이(200)와 램(202)은, 부품(106)의 경사 치수의 부적합을 수정하도록, 도 2와 도 3에서 보아 프레스 종축(206)에 수직하면서 지면(紙面)으로부터 밖으로 나오는 축을 따라 대향 배치되어 있고, 또한 프레스 종축(206)을 따라 서로 오프셋되어 있다. 다른 예를 들어 보면, 다이(200)와 램(202)은 또한, 부품(106)의 회전의 부적합을 수정하도록, 도 2와 도 3에서 보아 프레스 종축(206)에 수직하면서 지면 내에 있는 축을 따라 서로 오프셋되어 있다.
도 4는 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리(104)의 제1 대안적인 실시형태를 예시하는, (도 2에 도시된) 재작업 프레스 어셈블리(104)의 제1 대안적인 실시형태의 측단면도이다. 도 5는 제2 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리(104)의 제1 대안적인 실시형태를 예시하는, (도 4에 도시된) 재작업 프레스 어셈블리(104)의 제1 대안적인 실시형태의 측단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 재작업 프레스 어셈블리(104)의 실시형태는, 램(202)과 다이(200)가 부품(106)의 단부 프로파일의 소정 부분과만 접촉하도록 배치 및 구성된 받침대이고, 프레임(204)은 실질적으로 절연부(400)에 의해 둘러싸여 있는 점을 제외하고는, 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태와 실질적으로 동일하다. 대안적인 실시형태에서, 재작업 프레스 어셈블리(104)의 임의의 구성요소는 실질적으로 절연부(400)에 의해 둘러싸여 있다. 예시적인 실시형태에서는, 제1 열 조건에서, 램(202)은 프레스 종축(206)에 관하여 제1 램 길이(248)이고, 다이(200)는 프레스 종축(206)에 관하여 제1 다이 길이(249)이며, 다이(200)는 제1 부분(210)과 접촉해 있고, 램(202)은 제2 부분(216)과 접촉해 있다.
예시적인 실시형태에서, 부품 재작업 시스템(100)과 부품(106)이 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 램(202)은 제2 램 길이(250)이고 다이(200)는 제2 다이 길이(252)이며, 제2 다이 길이(252)는 제1 다이 길이(249)보다 크고 제2 램 길이(250)는 제1 램 길이(248)보다 크다. 재작업 프레스 어셈블리(104)의 대안적인 실시형태를 사용하여, 램(202)과 다이(200)에서 일어나는 열팽창의 결과로서 부품(106)의 양단부의 특정 위치에 힘을 인가하는 것에 의해, 부품(106)이 재작업된다.
예시적인 실시형태에서, 절연부(400)는 재작업 프레스 어셈블리(104)의 프레임(204)으로의 열전달을 억제하는 절연 재료(402)로 제조된다. 보다 구체적으로, 절연 재료(402)는 낮은 열전달율을 갖는 세라믹 재료이고, 실질적으로 프레임(204)을 둘러싸도록 배치된다. 절연부(400)는 프레임(204)이 열팽창될 가능성을 감소시키고, 이에 따라 부품(106)의 재료(108)와 비교하여 높은 열 조건의 결과로서의 크리프 및/또는 변형에 대해 동일하거나 더 낮은 저항을 갖는 제2 재료(238)의 사용을 용이하게 한다. 대안적인 실시형태에서, 절연 재료(402)는 암면 재료와 세라믹 섬유 재료 중의 적어도 하나이다. 다른 대안적인 실시형태에서, 절연부(400)는 냉각 시스템(300)과 협력하여 사용된다. 또 다른 대안적인 실시형태에서, 절연부(400)는 임의의 재료로 제조되고, 본원에 기술된 바와 같이 재작업 시스템(100)의 작동을 용이하게 하는 재작업 시스템(100)의 임의의 부분을 따라 배치된다.
도 6은 제1 열 조건의 재작업 프레스 어셈블리(104)의 제2 대안적인 실시형태를 예시하는, (도 2에 도시된) 재작업 프레스 어셈블리(104)의 제2 대안적인 실시형태의 측단면도이다. 도 6에 도시된 재작업 프레스 어셈블리(104)의 실시형태는, 질량체(404)가 램(202)의 외측 부분(406)에 결합되어 있는 점을 제외하고는, 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태와 실질적으로 동일하다. 예시적인 실시형태에서, 질량체(404)는, 질량체(404)의 무게에 비례하는 힘을 램(202)을 통하여 부품(106)에 인가함으로써, 재작업 프레스 어셈블리(104)와 협력하여 치수적으로 부적합한 부품(106)을 재작업하도록 구성된 정적 질량체이다. 예를 들어, 질량체(404)는 부품(106)의 대응하는 사전 선택된 변형을 생성하기 위해 9 킬로그램(20 파운드)이도록 선택된다. 다른 예에서, 질량체(404)는 RENE 108 합금으로 제조된 부품에서 최대 0.01 인치까지의 국부적인 변형을 발생시키기 위해 16 킬로그램(35 파운드)이도록 선택된다. 예시된 실시형태에서는 프레스 종축(206)이 수직 방향과 실질적으로 정렬되어 있는 것으로 이해되어야 한다. 대안적인 실시형태에서, 질량체(404)는 임의의 질량을 갖고, 본원에 기술된 바와 같이 재작업 프레스 어셈블리(104)의 작동을 용이하게 하는 재작업 프레스 어셈블리(104)의 임의의 부분에 결합된다. 다른 추가적인 실시형태에서, 부품(106)의 사전 선택된 양의 재작업이 완료된 후, 재작업 프레스 어셈블리(104)는 질량체(404)로 인한 부품(106)에의 힘 인가를 해제하도록 구성된 해제 장치(도시 생략)를 포함한다. 다른 추가적인 실시형태에서는, 부품(106)의 재작업을 용이하게 하는 모멘트가 부품(106)에서 발생되도록, 아암(도시 생략)이 부품(106)에 결합되어 있고 질량체(404)가 부품(106)으로부터 이격되어 있으며 상기 아암에 결합되어 있다. 일부 실시형태에서는, 부품 재작업 시스템(100)의 열 조건의 변화를 수반하는 일 없이, 질량체(404)가 부품(106)을 재작업하는 데 적용된다.
도 7은 (도 1에 도시된) 부품 재작업 시스템(100) 등과 같은 부품 재작업 시스템을 사용하여 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하는 예시적인 방법(500)의 흐름도이다. 도 1 내지 도 6을 참조해 보면, 방법(500)은, 부품(106) 등과 같은 부품을 재작업 프레스 어셈블리(104) 등과 같은 프레스 어셈블리의 부품 캐비티(208) 등과 같은 부품 캐비티 내에 배치하는 단계(502)를 포함하고, 상기 프레스 어셈블리는 부품의 제1 부분(210) 등과 같은 제1 부분과 접촉하도록 구성된 다이(200) 등과 같은 다이와, 부품의 제2 부분(216) 등과 같은 제2 부분과 접촉하도록 구성된 램(202) 등과 같은 램으로서, 프레스 종축(206) 등과 같은 프레스 종축을 따라 상기 다이의 반대편에 배치되어 다이와의 사이에 부품 캐비티를 획정하는 램, 그리고 상기 다이와 상기 램의 사이에서 연장되는 프레임(204) 등과 같은 프레임을 포함하며, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 프레스 종축에 관하여, 제1 램 길이(248) 및/또는 제1 다이 길이(249) 등과 같은 제1 길이이고, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 프레스 어셈블리가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 프레스 종축에 관하여, 제2 램 길이(250) 및/또는 제2 다이 길이(252) 등과 같은 제2 길이이며, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 큰 것이다. 방법(500)은 또한 프레스 어셈블리 및 부품을 제1 열 조건의 열처리 인클로저(102) 등과 같은 열처리 인클로저 내에 배치하는 단계(504)를 포함한다. 끝으로, 방법(500)은 프레스 어셈블리가 제2 열 조건으로 될 때까지, 열처리 인클로저 내의 온도를 증가시키는 단계(506)를 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 방법(500)은 부품에 있어서의 치수적 부적합의 양을 결정하는 단계, 부품의 열팽창을 산출하는 단계, 프레스 어셈블리의 열팽창을 산출하는 단계, 및 프레스 어셈블리를 이용한 부품의 재작업을 용이하게 하도록 제2 열 조건을 결정하는 단계를 비롯한 추가적인 단계를 포함한다.
전술한 실시형태는, 초합금으로 형성된 부품 등과 같이, 고강도 및 저연성의 재료 특성을 갖는 부품에 대한 공지된 재작업 시스템의 단점들 중의 적어도 일부를 극복한다. 전술한 실시형태는, 니켈계 초합금 등과 같은 고강도 및 저연성 재료로 제조된 부품에 있어서의 치수 왜곡의 수정을 용이하게 하면서, 부품의 기계적 및 구조적 기능의 저하를 억제한다. 전술한 실시형태는 또한, 프로세스의 단일 예에서 치수적 부적합의 제어된, 정확한 수정을 용이하게 하여, 핫 스팟 및 종래의 부품 교정 프로세스 등과 같은, 치수적 부적합을 수정하기 위한 알려진 방법의 적어도 일부에 요구되는 시행착오 프로세스를 개선한다. 추가적으로, 적어도 부분적으로 열처리 프로세스로 인해, 전술한 실시형태는 부품의 치수적 부적합의 수정을 용이하게 하면서, 부품 내의 잔류 응력의 도입을 억제한다. 상기 실시형태들은 치수적으로 왜곡된 부품을 재작업하는 재작업 프레스 어셈블리를 포함한다. 재작업 프레스 어셈블리는 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성된 다이, 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성된 램, 및 다이와 램 사이에서 연장되는 프레임을 포함한다. 램은 프레스 종축을 따라 다이의 반대편에 배치되고 다이와의 사이에 부품 캐비티를 획정하는데, 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응답하여, 램은 프레스 종축에 관하여 제1 길이이고, 프레스가 제2 열 조건에 있는 것에 응답하여, 램은 프레스 종축에 관하여 제2 길이이며, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 크다. 따라서, 재작업 대상인 부품을 다이와 램 사이에 있는 부품 캐비티 내에 배치한 후, 램이 부품을 소정량만큼 압축하여 치수 왜곡을 수정하기 위한 램의 길이 증가를 초래하도록 결정된 소정 온도까지 재작업 프레스 어셈블리 및 부품의 온도를 상승시킨다. 추가적으로, 온도가 제2 열 조건을 넘어 증가되지 않는 한, 재작업 프레스 어셈블리는, 램 길이가 제2 열 조건과 관련된 소정량만큼 그리고 더 이상 증가됨에 따라, 부품을 과잉-압축하는 것의 억제를 용이하게 한다. 일부 실시형태에서, 다이 및 램은 부품의 정확한 재작업을 용이하게 하도록 부품의 치수적으로 정확한 단부에 대해 상보적인 윤곽을 갖는다.
재작업 프레스 어셈블리 및 재작업 시스템과 재작업 시스템을 포함하는 방법의 예시적인 실시형태는 위에 상세히 기술되어 있다. 상기 시스템 및 방법은 본원에 기재된 특정 실시형태에 제한되는 것이 아니라, 시스템의 구성요소 및/또는 방법의 단계는 본원에 기재된 다른 구성요소 및/또는 단계와는 독립적으로 및 별개로 이용될 수 있다. 예를 들어, 재작업 프레스 어셈블리는 또한 다른 기계 및 방법과 조합을 이루어 사용될 수 있으며, 본원에 기재된 바와 같은 재작업 시스템으로만 실시하는 것에 국한되지 않는다. 오히려, 실시형태는 그 밖의 많은 용례와 관련하여 구현 및 이용될 수 있다.
본원의 여러 실시형태의 특정 피처가 일부 도면에 도시되어 있고 나머지 도면에 도시되어 있지 않을 수 있지만, 이는 단지 편의상 그러한 것이다. 또한, 상기한 설명에 있어서 "일 실시형태"에 대한 언급은, 열거된 특징부들을 역시 포함하는 추가적인 실시형태의 존재를 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본원의 원리에 따르면, 어느 한 도면의 임의의 피처는, 임의의 다른 도면의 임의의 피처와 함께 참조 및/또는 청구될 수 있다.
본 명세서는, 본원을 예시하고, 임의의 당업자가 본원을 실시할 수 있게 하기 위해, 최적의 모드를 포함하는, 실시예를 사용하고 있는데, 상기 실시예에는 임의의 디바이스 또는 시스템을 제작하고 사용하는 것과, 임의의 수반되는 방법을 행하는 것 등이 있다. 본원의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의해 정해지며, 당업자에게 떠오르는 다른 실시예들도 포함할 수 있다. 이러한 다른 실시예는, 청구범위의 문자 그대로의 표현과 다르지 않은 구조 요소를 갖는다면, 또는 청구범위의 문자 그대로의 표현과 실질적으로 차이가 없는 등가의 구조 요소를 갖는다면, 청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 되어 있다.
Claims (22)
- 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하기 위한 재작업 프레스 어셈블리로서:
프레임;
상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 다이; 및
재작업 프레스 어셈블리의 축에 대해 상기 다이의 반대편에서 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 램
을 포함하고, 상기 램과 상기 다이는 이들 사이에 부품 캐비티를 획정하며, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제1 길이를 가지며, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제2 길이를 갖고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 큰 것인 재작업 프레스 어셈블리. - 제1항에 있어서, 상기 램은 상기 축에 대해 실질적으로 수직한 램 평면을 따라 복수 개의 위치에 배치 가능한 복수 개의 램을 포함하는 것인 재작업 프레스 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 다이는 상기 축에 대해 실질적으로 수직한 다이 평면을 따라 복수 개의 위치에 배치 가능한 복수 개의 다이를 포함하는 것인 재작업 프레스 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는 상기 부품의 상기 제1 부분의 치수적으로 정확한 프로파일과 상기 부품의 상기 제2 부분의 치수적으로 정확한 프로파일 각각에 대해 상보적인 윤곽을 갖는 성형면을 포함하는 것인 재작업 프레스 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 다이는 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료를 포함하고, 상기 프레임은 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료를 포함하며, 상기 램은 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료를 포함하고, 상기 제1 열팽창 계수와 상기 제2 열팽창 계수는 동일하며, 상기 제3 열팽창 계수는 상기 제1 및 제2 열팽창 계수와 다른 것인 재작업 프레스 어셈블리.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 재료와 상기 제2 재료는 티타늄-지르코늄-몰리브덴 합금과 감마 프라임상 체적 분율이 적어도 50%인 니켈계 초합금 중의 적어도 하나를 각각 포함하는 것인 재작업 프레스 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 프레임, 상기 다이 및 상기 램 중의 적어도 하나는 상기 프레임, 상기 다이 및 상기 램 중의 적어도 하나를 통한 냉각 유체의 흐름을 라우팅하도록 구성된 냉각 통로를 포함하는 것인 재작업 프레스 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 프레임, 상기 다이 및 상기 램 중의 적어도 하나를 실질적으로 둘러싸고 열전달을 억제하도록 구성된 절연 재료를 더 포함하는 재작업 프레스 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 램과 상기 다이 중의 적어도 하나에 결합 가능한 적어도 하나의 질량체로서, 상기 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하기 위해 상기 재작업 프레스 어셈블리와 협력하여 상기 부품에 힘을 인가하도록 구성되어 있는 것인 적어도 하나의 질량체를 더 포함하는 재작업 프레스 어셈블리.
- 부품 재작업 시스템으로서:
열에너지를 받도록 구성된 내부 환경을 포함하는 열처리 인클로저;
치수적으로 부적합한 부품을 재작업하기 위한 재작업 프레스 어셈블리로서, 상기 재작업 프레스 어셈블리는 상기 내부 환경 내에 배치되며:
프레임;
상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 다이; 및
재작업 프레스 어셈블리의 축에 대해 상기 다이의 반대편에서 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 램을 포함하고, 상기 램과 상기 다이는 이들 사이에 부품 캐비티를 획정하며, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제1 길이를 갖고, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제2 길이를 가지며, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 큰 것인 재작업 프레스 어셈블리
를 포함하는 부품 재작업 시스템. - 제10항에 있어서, 상기 램은 상기 축에 대해 실질적으로 수직한 램 평면을 따라 복수 개의 위치에 배치 가능한 복수 개의 램을 포함하는 것인 부품 재작업 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 다이는 상기 축에 대해 실질적으로 수직한 다이 평면을 따라 복수 개의 위치에 배치 가능한 복수 개의 다이를 포함하는 것인 부품 재작업 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는 상기 부품의 상기 제1 부분의 치수적으로 정확한 프로파일과 상기 부품의 상기 제2 부분의 치수적으로 정확한 프로파일 각각에 대해 상보적인 윤곽을 갖는 성형면을 포함하는 것인 부품 재작업 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 다이는 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료를 포함하고, 상기 프레임은 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료를 포함하며, 상기 램은 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료를 포함하고, 상기 제1 열팽창 계수와 상기 제2 열팽창 계수는 동일하며, 상기 제3 열팽창 계수는 상기 제1 및 제2 열팽창 계수와 다른 것인 부품 재작업 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 제1 재료와 상기 제2 재료는 티타늄-지르코늄-몰리브덴 합금과 감마 프라임상 체적 분율이 적어도 50%인 니켈계 초합금 중의 적어도 하나를 각각 포함하는 것인 부품 재작업 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 프레임, 상기 다이 및 상기 램 중의 적어도 하나는 상기 프레임, 상기 다이 및 상기 램 중의 적어도 하나를 통한 냉각 유체의 흐름을 라우팅하도록 구성된 냉각 통로를 포함하는 것인 부품 재작업 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 프레임, 상기 다이 및 상기 램 중의 적어도 하나를 실질적으로 둘러싸고 열전달을 억제하도록 구성된 절연 재료를 더 포함하는 부품 재작업 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 램과 상기 다이 중의 적어도 하나에 결합 가능한 적어도 하나의 질량체로서, 상기 치수적으로 부적합한 부품을 재작업하기 위해 상기 재작업 프레스 어셈블리와 협력하여 상기 부품에 힘을 인가하도록 구성되어 있는 것인 적어도 하나의 질량체를 더 포함하는 부품 재작업 시스템.
- 부품 재작업 방법으로서:
부품을 재작업 프레스 어셈블리의 부품 캐비티 내에 배치하는 단계로서, 상기 재작업 프레스 어셈블리는:
프레임;
상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제1 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 다이; 및
재작업 프레스 어셈블리의 축에 대해 상기 다이의 반대편에서 상기 프레임에 결합되어 있고 상기 부품의 제2 부분과 접촉하도록 구성되어 있는 램을 포함하고, 상기 램과 상기 다이는 이들 사이에 부품 캐비티를 획정하며, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제1 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제1 길이를 갖고, 상기 다이와 상기 램 중의 적어도 하나는, 상기 재작업 프레스 어셈블리가 제2 열 조건에 있는 것에 응하여, 상기 축에 관하여 제2 길이를 가지며, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 큰 것인 단계;
상기 재작업 프레스 어셈블리와 상기 부품을 제1 열 조건의 열처리 인클로저 내에 배치하는 단계; 및
상기 프레스 어셈블리가 제2 열 조건으로 될 때까지, 열처리 인클로저 내의 온도를 증가시키는 단계
를 포함하는 부품 재작업 방법. - 제19항에 있어서, 상기 프레임, 상기 다이 및 상기 램 중의 적어도 하나에 있는 냉각 통로를 통과하게 냉각 유체의 흐름을 보내는 단계를 더 포함하는 부품 재작업 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 다이는 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료를 포함하고, 상기 프레임은 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료를 포함하며, 상기 램은 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료를 포함하고, 상기 제1 열팽창 계수와 상기 제2 열팽창 계수는 동일하며, 상기 제3 열팽창 계수는 상기 제1 및 제2 열팽창 계수와 다른 것인 부품 재작업 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 부품을 상기 재작업 프레스 어셈블리의 부품 캐비티 내에 배치하는 단계는, 상기 부품의 제1 부분의 치수적으로 정확한 프로파일에 대해 상보적인 윤곽을 갖는 다이의 성형면에 대하여 상기 부품의 제1 부분을 배치하는 단계를 포함하는 것인 부품 재작업 방법.
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