成形部件的制作方法
【專利摘要】從凸緣（17）的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面經(jīng)過彎曲部（19）的小徑側(cè)的曲面到部件主體（13）的外表面的一端側(cè)追加追加襯墊（27），并一體地設(shè)置，在追加襯墊（27）的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成連結(jié)座面（27f），被機(jī)械加工的加工區(qū)域（PA）的區(qū)域端（PAe）越過彎曲部（19）位于部件主體（13）側(cè)。
【專利說明】成形部件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇殼等、能在與匹配部件對接的狀態(tài)下使用連結(jié)件連結(jié)的成形部件。
【背景技術(shù)】
[0002]簡單地對用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇殼進(jìn)行說明。
[0003]風(fēng)扇殼覆蓋飛機(jī)發(fā)動機(jī)的多個風(fēng)扇葉片，通常，以鈦合金等金屬為構(gòu)成材料。另夕卜，風(fēng)扇殼能夠使用由連結(jié)螺栓及螺母構(gòu)成的連結(jié)件在與匹配部件對接的狀態(tài)下連結(jié)。
[0004]風(fēng)扇殼具備作為部件主體的筒狀的殼主體,殼主體向殼軸向延伸。另外，在殼主體的至少一端側(cè)通過彎曲的彎曲部件115—體形成能與匹配部件對接的凸緣110，在凸緣上形成能供連結(jié)件(連結(jié)螺栓)插通的插通孔112。并且，在凸緣的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面通過機(jī)械加工形成與殼主體的外周面垂直且平坦的連結(jié)座面111，連結(jié)座面111能支撐連結(jié)件的一部分(連結(jié)螺栓的頭部或螺母的底面)。在此，為了充分地確保風(fēng)扇殼與匹配部件的連結(jié)強(qiáng)度，如圖4所示，避免使凸緣110的插通孔112的中心、換言之連結(jié)座面111的中心較大地離開殼主體的外周面，隨此，被機(jī)械加工的加工區(qū)域113的區(qū)域端(區(qū)域終端)114定位于彎曲部115的小徑側(cè)的曲面。
[0005]本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)例如是美國公開專利第2008-0118683號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]在飛機(jī)發(fā)動機(jī)的領(lǐng)域中，熱固化性樹脂或熱塑性樹脂與強(qiáng)化纖維的復(fù)合材料(FRP)作為重量輕且具有高強(qiáng)度的原材料，備受矚目，嘗試將FRP作為風(fēng)扇殼的構(gòu)成材料來應(yīng)用。
[0008]凸緣110的連結(jié)面為了進(jìn)行螺栓連結(jié)，要求由相對于發(fā)動機(jī)軸的垂直度、平面度、表面粗糙度等規(guī)定的預(yù)定的表面狀態(tài)。但是，由于凸緣原材料難以在鑄造金屬或被成形的復(fù)合材料的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)該表面狀態(tài)，因此還需要進(jìn)行機(jī)械加工。
[0009]然而，在復(fù)合材料的場合，存在由于機(jī)械加工，切斷纖維之類的問題。即，復(fù)合材料利用纖維結(jié)構(gòu)確保剛性及強(qiáng)度，因此存在當(dāng)纖維的一部分被切斷時，強(qiáng)度等較大地下降之類的問題。
[0010]另外，風(fēng)扇殼為了確保與匹配部件的組裝精度，利用機(jī)械加工將連結(jié)部精加工為最終形狀，就以FRP為構(gòu)成材料的風(fēng)扇殼而言,在精加工為最終形狀后,使用超聲波轉(zhuǎn)換器(超聲波探頭)130進(jìn)行超聲波探傷檢查，需要確保沒有以機(jī)械加工為起因的層間剝離等內(nèi)部缺陷。
[0011]即，在層彎曲的凸緣部，應(yīng)力尤其容易集中，在層間剝離檢查中，是尤其重要的檢查場所。超聲波檢測相對于對象物入射聲波，測量通過或反射的聲波，但當(dāng)此時在對象物表面上具有臺階或不連續(xù)時，則聲波散射，難以正確測定。[0012]更具體地說，如圖4所示，當(dāng)加工區(qū)域113的區(qū)域端114位于彎曲部115的小徑側(cè)的曲面時，加工區(qū)域113的區(qū)域端114容易成為相對于順滑的面(在該場合，彎曲部115的小徑側(cè)的曲面)的加工臺階(加工未對準(zhǔn))，散射從超聲波轉(zhuǎn)換器130向彎曲部115發(fā)送的超聲波USW反射波，存在難以以較高的水平確保相對于風(fēng)扇殼的超聲波探傷檢查的檢查精度之類的問題。
[0013]另外，上述問題不僅在以FRP為構(gòu)成材料的風(fēng)扇殼，在以FRP為構(gòu)成材料的多種成
形部件中都產(chǎn)生。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能不降低復(fù)合材料的纖維強(qiáng)度地進(jìn)行高精度的超聲波檢查的成形部件。用于解決課題的方法
[0015]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，以熱固化性樹脂或熱塑性樹脂與強(qiáng)化纖維的復(fù)合材料為構(gòu)成材料，能使用連結(jié)件在與匹配部件對接的狀態(tài)下連結(jié)的成形部件(層疊部件)，具備:部件主體；凸緣，其通過彎曲的彎曲部一體形成在上述部件主體的至少一端側(cè),形成有能供上述連結(jié)件插通的插通孔，并能與上述匹配部件對接；追加襯墊，其從上述凸緣的對接側(cè)的相反側(cè)(連結(jié)座面?zhèn)?的外表面經(jīng)過上述彎曲部的小徑側(cè)的曲面追加到上述部件主體的外表面的一端側(cè)，并一體地設(shè)置，形成有與上述凸緣的上述插通孔整合且能供上述連結(jié)件插通的通孔。另外，在上述追加襯墊的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成能支撐上述連結(jié)件的一部分，且與上述部件主體的外表面垂直且平坦的連結(jié)座面，被機(jī)械加工的加工區(qū)域的區(qū)域端(區(qū)域終端)超過上述彎曲部定位于上述部件主體側(cè)。
[0016]另外，所謂“成形部件”，并不限于用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇殼，還包括以熱固化性樹脂或熱塑性樹脂與強(qiáng)化纖維的復(fù)合材料為構(gòu)成材料的多種成形部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1A是圖2的向視部IA的放大圖。
[0018]圖1B是圖2的向視部IB的放大圖。
[0019]圖2是圖3的向視部II的放大圖。
[0020]圖3是飛機(jī)發(fā)動機(jī)的示意剖視圖。
[0021]圖4是說明發(fā)明所要解決的課題的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參照圖1A、圖1B、圖2及圖3說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，圖中，“FF”表示前方向，“FR”表不后方向。
[0023]如圖2及圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施方式的筒狀的風(fēng)扇殼I用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)3，覆蓋飛機(jī)發(fā)動機(jī)3的多個風(fēng)扇葉片5，以熱固化性樹脂或熱塑性樹脂與強(qiáng)化纖維的復(fù)合材料(FRP)為構(gòu)成材料。
[0024]另外，風(fēng)扇殼I使用由連結(jié)螺栓B與螺母N構(gòu)成的多個連結(jié)件7，能在與飛機(jī)發(fā)動機(jī)3的發(fā)動機(jī)殼9 (匹配部件的一個例子)及后殼11 (匹配部件的一個例子)對接的狀態(tài)下連結(jié)。
[0025]風(fēng)扇殼I具備作為部件主體的筒狀的殼主體13，該殼主體13向殼軸向(前后方向)延伸。另外，在殼主體13的前端側(cè)(一端側(cè))通過彎曲的前彎曲部19 一體地形成能與發(fā)動機(jī)殼9的對象凸緣15對接的環(huán)狀的前凸緣17，在該前凸緣17上，在圓周方向上隔著間隔地形成能供連結(jié)螺栓B插通的多個(只圖示一個)前插通孔17h。
[0026]另外，在殼主體13的后端側(cè)(另一端側(cè))通過彎曲的后彎曲部25 —體形成能與后殼11的對象凸緣21對接的環(huán)狀的后凸緣23，在該后凸緣23上，在圓周方向上隔著間隔地形成能供連結(jié)螺栓B插通的多個(只圖示一個)后插通孔23h。
[0027]在此，殼主體13、前凸緣17、前彎曲部19、后凸緣23以及后彎曲部25由環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂或聚酰亞胺樹脂等熱固化性樹脂與碳素纖維(強(qiáng)化纖維的一個例子)的復(fù)合材料構(gòu)成，具體地說，由含浸了熱固化性樹脂的共同的碳素纖維的織物(省略圖示)及天線(未圖示)成形。另外，代替由熱固化性樹脂與碳素纖維的復(fù)合材料構(gòu)成殼主體13等，可以由聚醚醚酮、聚苯硫醚等熱塑性樹脂與碳素纖維的復(fù)合材料構(gòu)成。
[0028]如圖1A及圖2所示，從前凸緣17的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面經(jīng)過前彎曲部19的小徑側(cè)的曲面到殼主體13的前端側(cè)，追加環(huán)狀的第一前追加襯墊27并一體地設(shè)置。另外，在第一前追加襯墊27的殼主體13側(cè)的端部(端面)形成朝向前端方向逐漸變薄的第一前斜面 27s。
[0029]另外，在第一前追加襯墊27上，在圓周方向上隔著間隔地形成能供連結(jié)螺栓B插通的多個(只圖示一個)第一前通孔27h，各第一前通孔27h與對應(yīng)的前插通孔17h整合。并且，在第一前追加襯墊27的外表面?zhèn)扔蓹C(jī)械加工形成環(huán)狀且平坦的前連結(jié)座面27f，前連結(jié)座面27f能支撐連結(jié)螺栓B的頭部，并且與殼主體13的外表面垂直。
[0030]并且，在第一前追加襯墊27的外表面?zhèn)冗M(jìn)行機(jī)械加工的加工區(qū)域PA從第一前追加襯墊27的前凸緣17側(cè)的端面延伸到殼主體13側(cè)的端面，加工區(qū)域PA的區(qū)域端(區(qū)域終端)PAe超過前彎曲部19地定位于殼主體13側(cè)。
[0031]在前凸緣17的對接側(cè)的外表面追加環(huán)狀(圓盤狀)的第二前追加襯墊29并一體地設(shè)置。另外，在第二前追加襯墊29的殼主體13側(cè)的端部(端面)形成朝向前端方向逐漸變薄的第二前斜面29s。
[0032]另外，在第二前追加襯墊29上，在圓周方向上隔著間隔地形成能供連結(jié)螺栓B插通的多個第二前通孔29h，各第二前通孔29h與對應(yīng)的前插通孔17h整合。另外，在第二前追加襯墊29的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成環(huán)狀且平坦的前對接面29f，前對接面29f能與發(fā)動機(jī)殼9的對象凸緣15對接，并且與殼主體13的外表面垂直。
[0033]另外，在第二前追加襯墊29的外表面?zhèn)冗M(jìn)行機(jī)械加工的加工區(qū)域PA從第二前追加襯墊29的前凸緣17側(cè)的端面延伸到殼主體13側(cè)的端面，加工區(qū)域PA的區(qū)域端PAe位于前彎曲部19的跟前側(cè)。
[0034]同樣地，如圖1B及圖2所示，從后凸緣23的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面經(jīng)過后彎曲部25的小徑側(cè)的曲面到殼主體13的后端側(cè)，追加環(huán)狀的第一后追加襯墊31并一體地設(shè)置。另外，在第一后追加襯墊31的殼主體13側(cè)的端部(端面)形成朝向前端方向逐漸變薄的第一后斜面31s。另外，在第一后追加襯墊31上，在圓周方向上隔著間隔地形成能供連結(jié)螺栓B插通的多個第一后通孔31h，各第一后通孔31h與對應(yīng)的后插通孔23h整合。
[0035]并且，在第一后追加襯墊31的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成環(huán)狀且平坦的后連結(jié)座面31f，后連結(jié)座面31f能支撐螺母N的底面，并且與殼主體13的外表面垂直。并且，在第一后追加襯墊31的外表面?zhèn)冗M(jìn)行機(jī)械加工的加工區(qū)域PA從第一后追加襯墊31的后凸緣23側(cè)的端面延伸到殼主體13側(cè)的端面，加工區(qū)域PA的區(qū)域端PAe越過后彎曲部25定位于殼主體13側(cè)。
[0036]在后凸緣23的對接側(cè)的外表面追加環(huán)狀(圓盤狀)的第二后追加襯墊33并一體地設(shè)置。另外，在第二后追加襯墊33的殼主體13側(cè)的端部(端面)形成朝向前端方向逐漸變薄的第二后斜面33s。并且，在第二后追加襯墊33上，在圓周方向上隔著間隔地形成能供連結(jié)螺栓B插通的多個第二后通孔33h，各第二后通孔33h與對應(yīng)的后插通孔23h整合。另外，在第二后追加襯墊33的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工，在圓周方向上隔著間隔地形成環(huán)狀且平坦的后對接面33f，后對接面33f能與后殼11的對象凸緣21對接，并且與殼主體13的外表面垂直。
[0037]另外，在第二后追加襯墊33的外表面?zhèn)冗M(jìn)行機(jī)械加工的加工區(qū)域PA從第二后追加襯墊33的后凸緣23側(cè)的端面延伸到殼主體13側(cè)的端面，加工區(qū)域PA的區(qū)域端PAe位于后彎曲部25的跟前側(cè)。
[0038]在此，第一前追加襯墊27、第二前追加襯墊29、第一后追加襯墊31、以及第二后追加襯墊33由環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂、或聚亞酰胺樹脂等熱固化性樹脂與玻璃纖維(強(qiáng)化纖維的一個例子)的復(fù)合材料構(gòu)成，具體地，通過含浸了熱固化性樹脂并由玻璃纖維構(gòu)成的織物(省略圖示)成形。即，GFRP (玻璃纖維復(fù)合材料)與CFRP (碳素纖維復(fù)合材料)相比，加工及加工后的檢查容易，不會產(chǎn)生由電傳導(dǎo)弓I起的與螺栓之間的觸電。
[0039]另外，代替第一前追加襯墊27等由熱固化性樹脂與玻璃纖維的復(fù)合材料構(gòu)成，可以由聚醚醚酮、聚苯硫醚等熱塑性樹脂與玻璃纖維的復(fù)合材料構(gòu)成。
[0040]從前凸緣17的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面到殼主體13的外表面的前端側(cè)，追加環(huán)狀的第一前追加襯墊27并一體地設(shè)置，在第一前追加襯墊27的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成多個平坦的前連結(jié)座面27f，并且在前凸緣17的對接側(cè)的外表面追加環(huán)狀的第二前追加襯墊29并一體地設(shè)置，在第二前追加襯墊29的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成多個平坦的前對接面29f。因此，能盡量消除或盡量減少相對于殼主體13、前凸緣17及前彎曲部19的機(jī)械加工，能對風(fēng)扇殼I進(jìn)行精加工。
[0041]同樣地，從后凸緣23的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面到殼主體13的外表面的后端側(cè)，追加環(huán)狀的第一后追加襯墊31并一體地設(shè)置，在第一后追加襯墊31的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成多個平坦的后連結(jié)座面31f，并且在后凸緣23的對接側(cè)的外表面追加環(huán)狀的第二后追加襯墊33并一體地設(shè)置，在第二后追加襯墊33的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成多個平坦的后對接面33f。因此，能夠盡量消除或盡量減少相對于后凸緣23及后彎曲部25的機(jī)械加工，從而能夠?qū)︼L(fēng)扇殼I進(jìn)行精加工。
[0042]另外，在第一前追加襯墊27的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成平坦的前連結(jié)座面27f，在第一前追加襯墊27的外表面?zhèn)冗M(jìn)行機(jī)械加工的加工區(qū)域PA的區(qū)域端PAe越過前彎曲部19并定位于殼主體13側(cè)，因此應(yīng)力不會集中在特定部位，在通過機(jī)械加工將風(fēng)扇殼I加工為最終形狀時，能夠盡量消除在風(fēng)扇殼I的前側(cè)部分(前彎曲部19側(cè))產(chǎn)生加工臺階(加工未對準(zhǔn))。尤其在第一前追加襯墊27的殼主體13側(cè)的端部形成第一前斜面27s，因此應(yīng)力進(jìn)一步擴(kuò)散，因此能夠使風(fēng)扇殼I的前側(cè)部分的加工臺階的發(fā)生率大致為O。
[0043]同樣地，在第一后追加襯墊31的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成平坦的連結(jié)座面31f，在第一后追加襯墊31的外表面?zhèn)冗M(jìn)行機(jī)械加工的加工區(qū)域PA的區(qū)域端PAe越過后彎曲部25并定位于殼主體13側(cè)，因此能夠盡量消除在風(fēng)扇殼I的后側(cè)部分(后彎曲部25側(cè))產(chǎn)生加工臺階。尤其在第一后追加襯墊31的殼主體13側(cè)的端部形成第一后斜面31s，因此能夠使風(fēng)扇殼I的后側(cè)部分的加工臺階的發(fā)生率幾乎為O。
[0044]因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠盡量消除在風(fēng)扇殼I的前側(cè)部分及后側(cè)部分產(chǎn)生加工臺階，因此抑制從超聲波轉(zhuǎn)換器(參照圖4)向前彎曲部19及后彎曲部25等發(fā)送的超聲波的反射的紊亂，能夠?qū)⑾鄬τ陲L(fēng)扇殼I的超聲波探傷檢查的檢查精度充分地確保到較高水平。
[0045]由于能夠盡量消除或盡量減少相對于殼主體13等的機(jī)械加工，對風(fēng)扇殼I進(jìn)行精加工，因此能夠減少次品的廣生率，能夠大幅提聞風(fēng)扇殼I的生廣性。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的特征，從凸緣的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面到部件主體的外表面的一端側(cè)追加追加襯墊并一體地設(shè)置，在追加襯墊的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成平坦的連結(jié)座面，因此能夠盡量消除或盡量減少相對于部件主體、凸緣及彎曲部的機(jī)械加工，從而能夠?qū)Τ尚尾考M(jìn)行精加工。
[0047]另外，在上述追加襯墊的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成平坦的連結(jié)座面，被機(jī)械加工的加工區(qū)域的區(qū)域端越過彎曲部定位于部件主體側(cè)，因此在通過機(jī)械加工將成形部件精加工為最終形狀時，能夠盡量減少在成形部件上產(chǎn)生加工臺階(加工未對準(zhǔn))。
[0048]另外，本發(fā)明未限定于上述實(shí)施方式的說明，例如，通過進(jìn)行將適用于風(fēng)扇殼I的技術(shù)思想應(yīng)用于風(fēng)扇殼I以外的成形部件等其他適當(dāng)?shù)母淖?，能以多種樣式實(shí)施。另外，本發(fā)明所含的權(quán)利范圍未限定于這些實(shí)施方式。
[0049](美國指定)
[0050]本國際專利申請涉及美國指定，對2011年4月26日申請的日本國專利申請第2011-098337號引用基于美國專利法第119條(a)的優(yōu)先權(quán)的利益，并引用該公開內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種成形部件，其以熱固化性樹脂或熱塑性樹脂與強(qiáng)化纖維的復(fù)合材料為構(gòu)成材料，能使用連結(jié)件在與匹配部件對接的狀態(tài)下連結(jié)，該成形部件的特征在于， 具備: 部件主體； 凸緣,其通過彎曲的彎曲部一體形成在上述部件主體的至少一端側(cè),形成有能供上述連結(jié)件插通的插通孔，并能與上述匹配部件對接；以及 追加襯墊，其從上述凸緣的對接側(cè)的相反側(cè)的外表面經(jīng)過上述彎曲部的小徑側(cè)的曲面追加到上述部件主體的外表面的一端側(cè)，并一體地設(shè)置，形成有與上述凸緣的上述插通孔整合且能供上述連結(jié)件插通的通孔， 在上述追加襯墊的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成平坦的連結(jié)座面，該連結(jié)座面能支撐上述連結(jié)件的一部分，且與上述部件主體的外表面垂直，被機(jī)械加工的加工區(qū)域的區(qū)域端超過上述彎曲部定位于上述部件主體側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形部件，其特征在于， 在上述追加襯墊的上述部件主體側(cè)的端部形成朝向前端方向逐漸變薄的斜面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成形部件，其特征在于， 上述追加襯墊是第一追加襯墊，上述通孔是第一通孔， 具備第二追加襯墊，其追加在上述凸緣的對接側(cè)的外表面，并一體地設(shè)置，形成有與上述凸緣的上述插通孔整合且能供上述連結(jié)件插通的第二通孔， 在上述第二追加襯墊的外表面?zhèn)韧ㄟ^機(jī)械加工形成平坦的對接面，該對接面能與上述匹配部件對接，并且與上述部件主體的外表面垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成形部件，其特征在于， 上述部件主體、上述凸緣及上述彎曲部由熱固化性樹脂或熱塑性樹脂與碳素纖維的復(fù)合材料構(gòu)成，上述第一追加襯墊及上述第二追加襯墊由熱固化性樹脂或熱塑性樹脂與玻璃纖維的復(fù)合材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的成形部件，其特征在于， 用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)，并且覆蓋上述飛機(jī)發(fā)動機(jī)的多個風(fēng)扇葉片， 上述部件主體呈筒狀，上述凸緣呈環(huán)狀。
【文檔編號】B29C65/56GK103492158SQ201280019932
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月26日
【發(fā)明者】原田敬, 重成有, 稻垣宏一, 田中崇, 石榑忠寬 申請人:株式會社Ihi, Ihi空間技術(shù)株式會社