專利名稱：：葉片、葉輪、渦輪流體機(jī)械、葉片的制造方法以及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及將例如水等液體作為工作流體的渦輪形流體機(jī)械的葉輪以及用于它的葉片、葉輪的制造方法以及葉輪的制造裝置，特別是涉及與形式以及流體的種類無(wú)關(guān)，基于使葉輪板金工加工化的廉價(jià)的渦輪形流體機(jī)械的葉輪的制造方法。
背景技術(shù)：
：在渦輪流體機(jī)械中，除以水等液體作為工作流體的離心泵以外，還包括以空氣等氣體作為工作流體的離心壓縮機(jī)。這些渦輪流體機(jī)械中，作為代表例，有專利文獻(xiàn)l(特開(kāi)平7-167099號(hào)公報(bào))所示的渦輪流體機(jī)械。針對(duì)主要構(gòu)成要素，例如通過(guò)圖1說(shuō)明以水作為工作流體的離心泵的情況。離心泵由葉輪6、7、殼體l、旋轉(zhuǎn)軸2以及電動(dòng)機(jī)(未圖示出)等構(gòu)成。其中，葉輪6、7是多片葉片5分別被安裝在凸臺(tái)3和護(hù)罩4之間的構(gòu)造，它通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，據(jù)此，賦予流體能量。即，通過(guò)葉輪的旋轉(zhuǎn)，向從吸入口8吸入的水付與離心力，通過(guò)安裝在葉輪出口的引導(dǎo)葉片，使流體的流動(dòng)的方向合理化。罔為離心泵中的軸流泵有效地將泵旋轉(zhuǎn)能變換為流體的運(yùn)動(dòng)能，所以，所具備的特長(zhǎng)是葉輪的葉片相對(duì)于流路方向具有扭轉(zhuǎn)。關(guān)于離心壓縮機(jī)，基本的構(gòu)成要素與離心泵同樣，但是，例如如圖2所示，有將在凸臺(tái)3安裝了多個(gè)葉片5a、5b的葉輪6、7安裝在同軸2上的多級(jí)型，但在該多級(jí)型壓縮機(jī)中，各葉輪的葉片形狀不同。特別是用于壓縮機(jī)的葉片其葉片面由大致直線的線素設(shè)計(jì)。作為渦輪流體機(jī)械的制造方法，就葉輪而言，通過(guò)在鑄造后進(jìn)行機(jī)械加工來(lái)制造。另外，在要求高度的葉片形狀精度的情況下，也有通過(guò)切削加工制造葉輪整體的情況。再有，在葉輪的葉片為三維扭轉(zhuǎn)形狀的情況下，使用了專門對(duì)應(yīng)各葉片的三維總金屬模的沖壓加工被應(yīng)用。針對(duì)殼體，使用板金工加工手法，所述板金工加工手法是通過(guò)焊接等將沖壓加工的鋼板性的葉片接合在將鋼板輥壓成型的內(nèi)外筒。在現(xiàn)有的渦輪流體機(jī)械中，特別是壓縮機(jī)的葉輪是在鍛造后由機(jī)械進(jìn)行切削加工，但是，在大直徑零件中，由于材料利用率降低，所以，該對(duì)策是制造上的技術(shù)課題。另外，在板金工加工構(gòu)造的葉輪的制作中，雖然所使用的是使用了與各葉片相吻合的專用的三維總金屬模的沖壓成型，但是，在制作成本中金屬模費(fèi)用所占的比例大，是葉輪的板金工加工化的課題。同樣的課題也存在于斜流泵的葉輪以及殼體的制作中，要求采用對(duì)策。另外，就殼體的制造方法而言，雖然由于引導(dǎo)葉片是替代三維總金屬模由板金加工機(jī)制作，抑制了金屬模費(fèi)用，但是，在以往的板金加工機(jī)中施加三維的扭轉(zhuǎn)在原理上是不可能的，所以，不適合葉輪的制作。因此，以低成本使葉輪板金工加工化是重要的技術(shù)課題。另外，作為葉片的三維成型的課題，還有下述課題。在通過(guò)上下模沖壓成型具有三維扭轉(zhuǎn)的葉片的情況下，在材料和金屬模局部接觸的成型初始，由于材料沒(méi)有被限制在金屬模之間，所以容易偏離。因此，在以往的葉片的制作中，預(yù)估偏離，使用與最終的葉片相比有富余的材料進(jìn)行沖壓成型，從成型后的材料切出與最終形狀的葉片面最接近的區(qū)域。但是，海水泵等在特殊環(huán)境下使用的葉輪的材料一般高價(jià)，抑制材料利用率是課題。因此，抑制沖壓成型時(shí)的材料偏離也是重要的技術(shù)課題。再有，由于每一片葉片的形狀精度不一致而產(chǎn)生葉輪的振動(dòng)是渦輪流體機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音的原因，葉輪的組裝精度極其重要。本發(fā)明針對(duì)上述的課題，考慮渦輪流體機(jī)械的低成本化，以提供葉輪的制造方法以及制造裝置和可應(yīng)用它們的葉片以及葉輪為目的。另外，以提供可高精度成型葉輪的葉片為目的
發(fā)明內(nèi)容為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，第一發(fā)明記載的葉片是接合在以可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的凸臺(tái)和護(hù)罩之間或者凸臺(tái)上，構(gòu)成葉輪的葉片，其特征在于，上述葉片的葉片面由通過(guò)局部的加工構(gòu)成的多個(gè)鞍形的補(bǔ)片構(gòu)成，上述葉片面的彎曲角具有正負(fù)兩者的值。根據(jù)該發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)具備具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉片的渦輪流體機(jī)械，因?yàn)樾阅芘c以往相等，同時(shí)沒(méi)有必要使用三維總金屬模，所以，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。第二發(fā)明記載的葉片，其特征在于，葉片面由具有大致直線的邊界的多個(gè)鞍形的補(bǔ)片形成。根據(jù)該發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)具備具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉片的渦輪流體機(jī)械，因?yàn)樾阅芘c以往相等，同時(shí)沒(méi)有必要使用三維總金屬模，所以，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。而且，因?yàn)榘靶蔚难a(bǔ)片的邊界是大致直線，所以，特別是相對(duì)于用于渦輪壓縮機(jī)的由直線線素定義的葉片，沒(méi)有必要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，謀求縮短包括設(shè)計(jì)程序的制造前置期。第三發(fā)明記載的葉片，其特征在于，葉片面由具有曲線的邊界的多個(gè)鞍形的補(bǔ)片形成。根據(jù)該發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)具備具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉片的渦輪流體機(jī)械，因?yàn)闆](méi)有必要使用三維總金屬模，所以，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。而且，因?yàn)榘靶蔚难a(bǔ)片的邊界是曲線，所以，葉片形狀的設(shè)計(jì)的自由度提高，作為結(jié)果，與渦輪流體機(jī)械的性能提高相聯(lián)系。第四發(fā)明記載的葉片，其特征在于，由至少兩個(gè)以上鞍形補(bǔ)片形成，而且，以上述鞍形補(bǔ)片彼此不相鄰的狀態(tài)配置，在上述鞍形補(bǔ)片之間配置大致平面的補(bǔ)片或者以上述邊界線為母線的圓錐面的補(bǔ)片。根據(jù)該發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)具備具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉片的渦輪流體機(jī)械，而且，通過(guò)鞍形的補(bǔ)片配置在影響性能的部分，在與性能和形狀不相關(guān)的部分應(yīng)用平面或者圓錐面的補(bǔ)片，成型容易，所以，能夠謀求渦輪流體機(jī)械的性能提高，并且降低制造成本。第五發(fā)明記載的葉片，其特征在于，上迷鞍形的補(bǔ)片形成一個(gè)以上凹部或者凸部，而且上述凹部或者凸部形成在上述葉片面的面內(nèi)方向。根據(jù)該發(fā)明，在通過(guò)沖壓金屬模成型葉輪的葉片的鞍形時(shí)，通過(guò)與凹凸與葉片的凹部或者凸部相反地形成在金屬模上的凹部或者凸部的嵌合進(jìn)行沖壓成型，能夠抑制材料的偏離。因此，能夠?qū)⑷~片面高精度地成型為希望的三維扭轉(zhuǎn)形狀，與渦輪流體機(jī)械的性能提高相聯(lián)系。另外，因?yàn)樵谌~片的沖壓成型中，沒(méi)有產(chǎn)生材料偏離，所以，能夠?qū)⒆罱K形狀的葉片的展開(kāi)形狀作為材料使用，因此，不需要以往的剪切工序，材料利用率也提高。第六發(fā)明記栽的葉輪是通過(guò)將葉片接合在以可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)安裝在輪，其特征在于，作為上述葉片具備第一至五發(fā)明中的任一項(xiàng)所述的葉片。根據(jù)該發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)具備具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉輪的渦輪流體機(jī)械，因?yàn)樾阅芘c以往相等，同時(shí)沒(méi)有必要使用三維總金屬模，所以，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體^L械。第七發(fā)明記載的葉輪，其特征在于，在上述葉片形成凹部或者凸部，在上述凸臺(tái)上在上述葉片的安裝位置形成與上述葉片的凹部或者凸部嵌合的凸部或者凹部。根據(jù)該發(fā)明，在第六發(fā)明記載的葉輪產(chǎn)生的效果的基礎(chǔ)上，在葉輪的制造工序中，在將多個(gè)葉片向葉輪安裝時(shí)，能夠高精度地定位。據(jù)此，在葉輪的制造工序中，能夠輕易地進(jìn)行與輪轂的定位，能夠極其迅速地組裝葉輪。另外，通過(guò)將葉片高精度地安裝在葉輪，能夠降低葉片的不平衡造成的振動(dòng)以及與之相伴的噪音。第八發(fā)明記載的渦輪流體機(jī)械，其特征在于，具備第六或第七發(fā)明記載的任意一個(gè)葉輪。根據(jù)該發(fā)明，能夠廉價(jià)地提供具有與要求規(guī)格相吻合的性能的渦輪流體機(jī)械。第九發(fā)明記載的制造方法是在制造渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)所具備的葉輪時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成多個(gè)鞍形補(bǔ)片的葉片的制造方法，其特征在于，由直線線素在上述葉片的材料上面定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用至少具備一組推出部為直線狀并且相對(duì)的沖頭的沖頭支撐件和在一部分夾入上述葉片的材料進(jìn)行限制的沖模，針對(duì)上述線素中相鄰的兩個(gè)線素，使上述沖頭的邊緣與笫一線素平行地吻合，并且使上述沖模的沖模肩部的邊緣與第二線素平行地吻合，成為限制了上述材料的狀態(tài)，通過(guò)在包括上述第一線素，與上述材料垂直的平面內(nèi)使上述沖頭的組傾斜規(guī)定量，同時(shí)在上述材料的垂直方向施加規(guī)定的行程，在上述第一第二線素之間形成鞍形，以后，在所有或者一部分的相鄰線素之間依次形成鞍形，將上述材料成型為希望的葉片形狀。根據(jù)該發(fā)明，因?yàn)橥ㄟ^(guò)單純的沖頭和沖模的組合，能夠成型各種各樣的葉片形狀，所以，能夠謀求提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。第十發(fā)明記載的制造方法是在制造渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)所具備的葉輪時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成多個(gè)鞍形補(bǔ)片的葉片的制造方法，其特征在于，由直線線素在上述葉片的材料上面定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用在上下具備兩個(gè)輥的第一、第二、第三輥支撐件，針對(duì)連續(xù)的三個(gè)線素，以在使上述輥支撐件的輥的軸分別與第一、第二、第三線素平行地吻合的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)上述輥支撐件的任意的輥，在運(yùn)送材料時(shí)，雖然總是與通過(guò)上述輥的線素平行地接觸，但通過(guò)第一輥時(shí)的線和通過(guò)第一輥以前的線素的位置關(guān)系以成為設(shè)計(jì)形狀的線素的位置關(guān)系的方式來(lái)調(diào)整上述輥支撐件的相對(duì)的位置關(guān)系，據(jù)此，連續(xù)地形成鞍形，將上述材料成型為希望的葉片形狀。根據(jù)該發(fā)明，因?yàn)槟軌蛄畠r(jià)且大量地成型葉片，所以，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。第十一發(fā)明記載的制造方法是在制造渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)所具備的葉輪時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成鞍形補(bǔ)片的葉片的制造方法，其特征在于，由曲線在上述葉片的材料上面定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用上下相對(duì)地配置了在能夠?qū)⒍鄠€(gè)球頭狀沖頭在高度方向移動(dòng)的狀態(tài)下多根排列在上述葉片的材料寬度方向的沖頭列的多點(diǎn)沖壓裝置，在第一工序使上述材料與上述上下的沖頭列的相對(duì)頭部接觸并進(jìn)行保持，在第二工序使上述沖頭列的高度位移，在材料的一部分上形成邊界為曲線的鞍形補(bǔ)片，在第三工序，擴(kuò)大上述沖頭列的相對(duì)頭部的間隔，開(kāi)放上述材料，以后，反復(fù)上述第一三工序，在材料整體依次形成鞍形補(bǔ)片，將上述材料成型為希望的葉片形狀。根據(jù)該發(fā)明，因?yàn)橥ㄟ^(guò)單純的沖頭和沖模的組合就能成型各種各樣的葉片形狀，所以，能夠謀求提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。第十二發(fā)明記載的制造方法是權(quán)利要求七至九中的任一項(xiàng)記載的葉片的制造方法，其特征在于，在成型上述葉片時(shí)，針對(duì)葉片面的一部分，使用三維總金屬模，沖壓成型。根據(jù)該發(fā)明，因?yàn)槟軌蛱岣呷~片的表面精度，同時(shí)三維總金屬模為小型的三維總金屬模即可，所以，降低金屬模費(fèi)用的效果高。第十三發(fā)明記載的葉片的制造方法是第十二發(fā)明記栽的葉片的制造方法，其特征在于，上述金屬模具備凹部或者凸部，在使預(yù)先形成于上述葉片材料上的凹部或者凸部嵌合到上述金屬模的凹部或者凸部的狀態(tài)下，進(jìn)行沖壓成型。根據(jù)該發(fā)明，在通過(guò)沖壓金屬模成型葉輪的葉片的鞍形時(shí)，通過(guò)與凹凸與葉片的凹部或者凸部相反地形成在金屬模上的凹部或者凸部嵌合進(jìn)行沖壓成型，能夠抑制材料的偏離。因此，能夠?qū)⑷~片面高精度地成型為希望的三維扭轉(zhuǎn)形狀，與渦輪流體機(jī)械的性能提高相聯(lián)系。另外，因?yàn)樵谌~片的沖壓成型中，沒(méi)有產(chǎn)生材料偏離，所以，能夠?qū)⒆罱K形狀的葉片的展開(kāi)形狀作為材料使用，因此，不需要以往的剪切工序，材料利用率也提高。第十四發(fā)明記栽的葉輪的制造裝置是通過(guò)金屬板狀的材料的塑性變形制作可旋轉(zhuǎn)地安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的葉片的制造裝置，其特征在于，具備能夠獨(dú)立位移.加壓的至少第一和第二滑塊、通過(guò)上述第一滑塊的加壓限制材料的沖模、在抓住從上述沖模突出的材料的狀態(tài)下，通過(guò)上述第二滑塊的位移施加變形的沖頭、通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在上述第二滑塊，對(duì)上述沖頭施加縱向的傾斜的沖頭支撐件、使上述沖模和沖頭相對(duì)地在水平方向傾斜的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制上述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度的執(zhí)行器，上述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸以相互大致正交的方式配置，通過(guò)基于上述第一和第二滑塊以及上述執(zhí)行器的控制的上述沖模和沖頭的位移和傾斜，對(duì)材料添加規(guī)定的變形。根據(jù)該發(fā)明，就渦輪流體機(jī)械的葉輪而言，能夠沖壓成型具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉片，而且沒(méi)有必要使用專用的金屬模。因此，能夠提供性能與以往相同并且廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。第十五發(fā)明記載的葉輪的制造裝置是通過(guò)金屬板的材料的塑性變置，其;征在于，具備對(duì)夾著"料旋轉(zhuǎn)的一對(duì)輥進(jìn)行支撐的第一:第二、第三輥支撐件、驅(qū)動(dòng)第一輥支撐件的輥，運(yùn)送材料的運(yùn)送部、上述輥支撐件和安裝有上述運(yùn)送部的框架，上述輥支撐件的至少一個(gè)輥支撐件為了對(duì)上述材料的板面施加變形，通過(guò)相對(duì)于剩余的輥支撐件位移的位移機(jī)構(gòu)安裝在上述框架，上述位移機(jī)構(gòu)由縱的旋轉(zhuǎn)軸和橫的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。根據(jù)該發(fā)明，就渦輪流體機(jī)械的葉輪而言，能夠輥壓成型具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉片，能夠比較高速地制造葉片。因此，能夠提供性能與以往相同并且廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。第十六發(fā)明記載的葉輪的制造裝置是通過(guò)板狀的金屬材料的塑性變形制作可旋轉(zhuǎn)地安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的葉片的制造裝置，其特征在于，具備具有能夠位移.加壓的至少一個(gè)滑塊的沖壓機(jī)構(gòu)、能夠上下移動(dòng)地支撐多個(gè)球頭狀沖頭的沖頭列、受到加壓控制并限制材料的一部分的沖模，上述沖頭列由在材料的寬度方向排列的多個(gè)下沖頭列和根數(shù)與上述下沖頭列大概相等的上沖頭列構(gòu)成，通過(guò)上述滑塊的加壓力，從兩面對(duì)材料加壓，塑性變形。根據(jù)該發(fā)明，就渦輪流體機(jī)械的葉輪而言，能夠不使用專用的金屬模，成型具有要求流體性能的三維扭轉(zhuǎn)的葉片。因此，能夠提供性能與以往相同并且廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。發(fā)明效果因?yàn)闃?gòu)成由多個(gè)鞍形的補(bǔ)片構(gòu)成的葉片面，能夠通過(guò)組合了扭轉(zhuǎn)和彎曲的成型方法成型它，所以，使具備具有三維扭轉(zhuǎn)的葉片的葉輪的板金工加工化成為可能。另外，因?yàn)槟軌蛱娲偨饘倌?，由一組沖頭和沖模進(jìn)行各種各樣的葉片的成型，所以，能夠期待模具費(fèi)的降低。再有，因?yàn)槟軌蛳鳒p金屬模制作期間，所以，能夠謀求縮短制造前置期，即使是小批量生產(chǎn)，也能夠應(yīng)用板金工加工手法。另外，通過(guò)使葉輪板金工加工化，能夠使葉片的壁厚與以往的鑄造品相比薄壁化，使葉輪的輕量化成為可能。其結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)渦輪流體機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的節(jié)能化。再有，在葉輪的制造工序中，在以往的鑄造中，雖然有必要將金屬加熱到熔點(diǎn)以上，但根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^(guò)葉片材料尺寸程度的沖壓裝置來(lái)制作，所以，制造工序中的節(jié)能化成為可能。關(guān)于渦輪流體機(jī)械的葉輪所使用的葉片的制造方法，在通過(guò)三維金屬模，局部地沖壓成型葉片前端時(shí)，通過(guò)使用本發(fā)明的嵌合方式的引導(dǎo)器，能夠使沖壓金屬模和材料的位置關(guān)系穩(wěn)定，使再現(xiàn)性高的沖壓成型成為可能。其結(jié)果為高精度的葉片的成型成為可能。圖l是切開(kāi)本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)象的渦輪型壓縮機(jī)的一部分來(lái)表示的立體圖。圖2是同樣的葉輪的立體圖。圖3是表示作為本發(fā)明中的葉片制造的第一基本要素的彎曲變形的模式圖。圖4是表示作為本發(fā)明中的葉片制造的第二基本要素的扭轉(zhuǎn)變形的模式圖。圖5是表示將圖3、圖4的基本要素組合的變形的模式圖。圖6是從制品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)求出扭轉(zhuǎn)角以及彎曲行程的原理圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的成型裝置的系統(tǒng)構(gòu)成的概略圖。圖8是同樣表示制造方法的流程的流程圖。圖9是同樣表示在將葉片材料向成型部對(duì)位時(shí)的移動(dòng)量的計(jì)算原理的說(shuō)明圖。圖10是同樣表示葉片材料的移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)后的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。圖11是同樣用于制造方法的驗(yàn)證的有限元分析模型的說(shuō)明圖。圖12是同樣用于制造方法的驗(yàn)證的有限元分析結(jié)果的說(shuō)明圖。圖13是同樣針對(duì)截面形狀，表示分析結(jié)果和設(shè)計(jì)形狀的比較的說(shuō)明圖。圖14是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例2的輥壓成型方式的制造裝置的示意圖。圖15是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例3的多點(diǎn)沖壓方式的制造裝置的示意圖。圖16是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例4的制造方法的示意圖。圖17是在有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例5的制造方法中使用的材料和金屬模的示意圖。圖18是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例5的制造方法的示意圖。圖19是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例5的其它的方式的葉片的圖。圖20是在有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例6的制造方法中使用的材料和金屬模的示意圖。圖21是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例6的制造方法的示意圖。圖22是本發(fā)明的實(shí)施例6的制造方法的比較對(duì)象的有限元分析結(jié)果的圖。圖23是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例6的制造方法的有限元分析結(jié)果的圖。圖24是本發(fā)明的實(shí)施例6的制造方法的有限元分析結(jié)果的圖。圖25是使用了由本發(fā)明的實(shí)施例6制造的葉片的葉輪的圖。符號(hào)說(shuō)明l...殼體、2...旋轉(zhuǎn)軸、3...凸臺(tái)、葉輪、4...擴(kuò)散器、5…葉片、6、7…葉輪、IO...材料、lla...上沖頭、llb...下沖頭、12a…上沖模、12b…下沖模、30…定義扭轉(zhuǎn)角度的基準(zhǔn)平面、50、51、52…線素、DE1~4、Ol、02、Pl、P2、Qd…點(diǎn)、VI、V2、V3、V4、V5、V6…單位矢量、d…矢量、0、(p…角度、60…接頭、61a、b…液壓缸、62a、b…旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、63…引導(dǎo)器、64a...框架、64b…滑塊板、64c…滑塊板、64d…支承板、64e…沖頭支撐件、65…加工條件數(shù)據(jù)庫(kù)、66…控制用電腦、67...伺服控制系統(tǒng)、70...材料模型、71a…上沖頭、71b…下沖頭、72a...上沖模、72b…下沖模、80…分析形狀、81…設(shè)計(jì)形狀、90…運(yùn)送部、91a、b...輥、92...液壓缸、93...輥支撐件、94...支撐件、95...基座、100af…球頭狀沖頭列、101a…沖頭框、101b…框架、102a…上壓板、102b…下壓板、200a、200b…部分金屬模、204a、204b…金屬模的凸部、205a、205b…葉片面的凹部、206a、206b…嵌合部、SEC1…線推出部分、SEC2a、SEC2b…中間區(qū)域、SEC3…金屬模沖壓成型區(qū)域、S1S12…制造工序步驟。具體實(shí)施例方式下面，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例。通過(guò)在葉輪的葉片面由直線線素構(gòu)成，對(duì)向地具備直線狀的沖頭的裝置中，使用本發(fā)明的制造技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的。實(shí)施例1圖1是切開(kāi)應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例1的渦輪流體機(jī)械的一部分來(lái)表示的立體圖，表示將空氣作為工作流體的離心壓縮機(jī)的構(gòu)造。圖2是同樣取出葉輪部分來(lái)表示的立體圖，省略了護(hù)罩來(lái)表示。在圖1中，多級(jí)形的離心壓縮機(jī)是由葉輪6、7、殼體l、旋轉(zhuǎn)軸2以及電動(dòng)機(jī)(未圖示出)等構(gòu)成。其中，葉輪6、7是多片葉片5分別被安裝在凸臺(tái)3和護(hù)罩4之間的構(gòu)造，它通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，據(jù)此，付與流體能量。即，通過(guò)葉輪的旋轉(zhuǎn)，向從吸入口8吸入的水付與離心力，通過(guò)安裝在葉輪出口的引導(dǎo)葉片，使流體的流動(dòng)的方向合理化。葉輪6、7如圖2所示，為安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上的多級(jí)形，但是，各級(jí)的葉輪的葉片形狀不同，分別具有不同的三維扭轉(zhuǎn)。圖3是表示作為有關(guān)本實(shí)施例中的葉片的制造方法的第一基本要素的彎曲變形的模式圖。在通過(guò)壓板，將板狀的金屬材料IO限制在上下沖模12a、b的狀態(tài)下，使接觸到材料10的上沖頭lla以及下沖頭lib的組向上方向行進(jìn)，據(jù)此，付與從上下沖模12a、b突出的材料IO谷狀彎曲變形。同樣，通過(guò)使上下沖頭lla、b向下方向行進(jìn)，付與從上下沖模12a、b突出的材料10山狀彎曲變形。此時(shí)，若谷狀彎曲變形為正的彎曲角度，則山狀彎曲變形為負(fù)的彎曲角度。圖4是表示作為有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例中的葉片的制造方法的第二基本要素的扭轉(zhuǎn)變形的模式圖。在通過(guò)壓板，將材料10限制在沖模12a、b的狀態(tài)下，使接觸到材料10的上沖頭lla以及下沖頭lib的組圍繞垂直于沖頭側(cè)面的軸旋轉(zhuǎn)，付與從上下沖模12a、b突出的材料10扭轉(zhuǎn)變形。圖5是表示通過(guò)上述的第一和第二基本要素的變形的合成，對(duì)材料10施加三維扭轉(zhuǎn)的樣子的模式圖。即，一面使接觸到材料10的上下沖頭lla、b在上下方向位移，一面圍繞垂直于沖頭側(cè)面的軸施加旋轉(zhuǎn)，同時(shí)付與從上下沖模12a、b突出的材料扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形。圖6是表示從制品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)求出扭轉(zhuǎn)角e以及彎曲行程S的原理的圖。在這里，為了說(shuō)明在成為邊界的線素50和51之間形成鞍形的補(bǔ)片50a時(shí)所必須的扭轉(zhuǎn)角e以及彎曲行程S的決定方法，模式地表示設(shè)計(jì)形狀的葉片表面10(材料)。在同圖中，雖然沒(méi)有表現(xiàn)出材料的厚度，但是，可以使用壓力面的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，求出扭轉(zhuǎn)角度以及行程。首先，扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式表示為下述的算式1。這里，""(點(diǎn))代表矢量的內(nèi)積。tan9=(V3'V5)/(V1'V5)...算式1在這里，0:在基準(zhǔn)平面30內(nèi)測(cè)量到的、矢量V5和Vl之間的角度VI:表示線素51的單位矢量V3:與線段P2P3和Vl垂直的單位矢量V5:在基準(zhǔn)平面30上通過(guò)其法線投影的矢量。接著，行程的計(jì)算公式表示為下面的算式2。S=V3/IV3卜V6…算式2在這里，V6:與線段P1P2平行的矢量。作為計(jì)算的例子，將從用于驗(yàn)證的葉片形狀求得的具體的扭轉(zhuǎn)角和行程量表示在表1。表1表1<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>作為在材料10的表面定義直線線素50、51、51、…的方法，可以使用一步有限元分析(逆分析)。即，相對(duì)于設(shè)計(jì)形狀的模型，強(qiáng)制地展開(kāi)為平面，將葉片表面形狀的線素轉(zhuǎn)印到初始的材料表面。一般，雖然即使在設(shè)計(jì)形狀上是線素，在初始的材料表面也是曲線，但是，若是葉片表面程度的變形程度，則轉(zhuǎn)印到初始的材料表面的線素能夠大致近似于直線。圖7(a)是表示成型裝置的構(gòu)成的概略圖。64b和64c是具有能夠獨(dú)立位移.加壓的復(fù)動(dòng)式?jīng)_壓構(gòu)件(未圖示出)的第一沖壓滑塊板(第一滑塊)和第二沖壓滑塊板(第二滑塊)。在第一滑塊64b，通過(guò)第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62b安裝著上下的沖模12a、12b，在將板狀的材料10運(yùn)入上下沖模12a、12b之間后，付與第一滑塊64b加壓力，限制材料10。此時(shí)，上下的沖模12a、12b通過(guò)控制作為執(zhí)行器的液壓缸61c，借助第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62b的水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)(傾斜)被調(diào)整到任意的角度。另外，在第二滑塊64c上通過(guò)可在滑塊的移動(dòng)方向的垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)(傾斜)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62a，安裝沖頭支撐件64e。沖頭支撐件64e通過(guò)作為執(zhí)行器的液壓缸61a、61b，以第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62a為中心轉(zhuǎn)動(dòng)并傾斜。再有，在沖頭支撐件64e上，以將材料推出的直線狀的推出部按照材料10的厚度程度的一定間隔相對(duì)的狀態(tài)，上下具備沖頭lla、llb。另外，也可以以該沖頭lla、lib的間隔可調(diào)整的狀態(tài)進(jìn)行安裝，在該情況下，能夠?qū)?yīng)各種板厚的材料。第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62a和第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62b的旋轉(zhuǎn)軸以與上述沖模的沖模肩部的邊緣相互大致正交，并且，沖模肩部的邊緣和沖頭的間隔相隔材料的板厚程度的方式配置。在材料10的成型時(shí)，以?shī)A在上下的沖頭lla、llb之間的方式配置材料10，通過(guò)由第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62a的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的第二滑塊64c的垂直方向的傾斜和由第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62b的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的上述沖模12a、12b的水平方向的傾斜，被付與彎曲和扭轉(zhuǎn)。因?yàn)槭且陨鲜鰶_模12a、12b和上述沖頭lla、lib的相對(duì)的位置關(guān)系對(duì)該材料付與彎曲和扭轉(zhuǎn)，所以，也可以替代上述沖模12a、12b的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62b的永平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)(傾斜)，使水平方向的旋轉(zhuǎn)(傾斜)功能合并到第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)62a。另外，圖7(b)是表示包括控制系統(tǒng)的構(gòu)成的概略圖。從將加工條件作為電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的加工條件數(shù)據(jù)庫(kù)65，隨時(shí)向控制用電腦66讀出各線素50、51、52(參照后述的圖9)、…的彎曲行程和扭轉(zhuǎn)角度，伺服控制系統(tǒng)67根據(jù)其指令控制液壓缸61a、61b、61c、d以及第一滑塊64b和第二滑塊64c。圖8是表示制造方法的流程的流程圖。在步驟Sl中，進(jìn)行工序號(hào)n的初始化。通常因?yàn)閺牡谝痪€素進(jìn)行加工，所以，n-l即可。在步18驟S2中，由葉片面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中的線素的數(shù)量決定全部工序數(shù)N，輸入到系統(tǒng)。在步驟S3中，將材料設(shè)定在初始位置。在步驟S4中，訪問(wèn)加工條件數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取與在步驟S1輸入的工序號(hào)對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度(包括正、負(fù)的扭轉(zhuǎn)彎曲角度)以及彎曲行程量(包括正、負(fù)的彎曲角度)的數(shù)據(jù)。在步驟S5中，調(diào)整材料10的位置，使最初加工的材料線素IO和沖頭lla、llb的邊緣一致。在步驟S6中，使成型裝置的沖頭lla、11b和沖才莫12a、12b的開(kāi)口角度與線素間的開(kāi)口角度吻合。在步驟S7中，使用壓板，將材料10限制在沖模12a、12b上。在步驟S8中，將使上下沖頭lla、llb和材料IO表面一致的狀態(tài)作為工序的初始位置，從此狀態(tài)開(kāi)始，調(diào)整位移以及傾斜，直至使上下的沖頭達(dá)到規(guī)定的扭轉(zhuǎn)角度和彎曲行程。具體地說(shuō)，對(duì)圖7中的沖頭控制用的液壓缸61a、61b進(jìn)行位移控制。通過(guò)該位移控制，材料10被成型為在步驟S4中讀取的彎曲角度和扭轉(zhuǎn)角度。在步驟S9中，使上下沖頭lla、llb恢復(fù)到原點(diǎn)，使上下沖頭離開(kāi)材料。在這里，上下沖頭的原點(diǎn)例如在圖7的裝置構(gòu)成中，只要是沖頭控制用的液壓缸61a、61b分別為最縮短的位置即可。在步驟SIO中，開(kāi)放壓板，使材料為非限制狀態(tài)，成為材料能向下一個(gè)工序移動(dòng)的狀態(tài)。在步驟S11中，將工序號(hào)n更新為下一次加工的補(bǔ)片的工序號(hào)。因?yàn)橥ǔＯ乱淮渭庸は噜彽难a(bǔ)片，所以，更新后的n為加l的值。在步驟S12中，判定全部工序是否結(jié)束。若所有的工序完成，則結(jié)束。在所有的工序沒(méi)有完成的情況下，再次返回到步驟S4，依次進(jìn)行剩下的工序。象這樣，通過(guò)在上下沖頭lla、llb的直線狀的推出部，連續(xù)對(duì)材料10進(jìn)行局部的加工，形成大致直線狀的邊界，由該邊界夾著的部分作為鞍形的補(bǔ)片逐漸被構(gòu)成多個(gè)。圖9是表示將葉片材料10向成型部對(duì)位時(shí)的、移動(dòng)量的計(jì)算原理的圖。在這里，針對(duì)為了在成為大致直線的邊界的線素50和51之間加工鞍形補(bǔ)片50a而使材料10移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)的方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，使線素51的中點(diǎn)為Q，在沖模的邊緣上定義基準(zhǔn)點(diǎn)Qd。使Q與Qd一致，并且施加移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)，4吏以Qd為起點(diǎn)的矢量Vld和以Q為起點(diǎn)定義在材料表面的矢量VI平行。另外，51a、52a是在線素51以后的線素間加工的鞍形補(bǔ)片。以上的移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)的結(jié)果、材料被定位為圖10所示的狀態(tài)。即，沖頭lla、11b與線素50平行，并且沖模12a、12b的邊緣與線素51平行。通過(guò)有限元分析確認(rèn)了基于本實(shí)施例的制造方法的分析模型表示在圖11。將材料作為彈塑性體模型化(70),將上下的沖頭(71a、71b)以及上下的沖模作為剛體模型化(72a、72b)。再有，在材料和上下沖模、材料和上下沖頭之間，定義為接觸。因此，若將規(guī)定的扭轉(zhuǎn)角度以及彎曲行程作為邊界條件施加于沖頭，則材料變形。圖12(a)、(b)是分別表示設(shè)計(jì)形狀以及分析結(jié)果的葉片形狀。及扭轉(zhuǎn)角度，能夠?qū)⒉牧铣尚蜑榕c設(shè)計(jì)形狀大致二致的形狀。圖13針對(duì)圖12(a)、(b)的截面1、2，表示分析結(jié)果和設(shè)計(jì)形狀的比較。從該分析結(jié)果可知，葉片面由多個(gè)鞍形的補(bǔ)片形成，上述葉片面的彎曲角有正負(fù)兩者的值。另外，雖然在一部分上產(chǎn)生了與設(shè)計(jì)形狀的誤差為5mm左右的誤差，但是，通過(guò)本實(shí)施例的制造方法，能夠再現(xiàn)定性的形狀。雖然在本實(shí)施例中，線素50、51是直線，鞍形補(bǔ)片之間成為大致直線的邊界，但是，若使線素為曲線形狀，則鞍形補(bǔ)片之間成為曲線的邊界。象上述這樣地形成的葉片作為在圖2中以5a、5b表示的葉片，通過(guò)焊接等接合固定在凸臺(tái)3，構(gòu)成葉輪。另外，存在葉片5如圖2所示僅接合固定在凸臺(tái)3的情況和如圖1所示接合固定在凸臺(tái)3和護(hù)罩4之間的情況。實(shí)施例2圖14是使用輥，由材料10成型葉片的實(shí)施例2的制造裝置的立體圖。在由框構(gòu)成的運(yùn)送部卯內(nèi)，構(gòu)成兩對(duì)輥91c91f(91f未圖示出)，將材料10限制在上下的輥之間，同時(shí)，在通過(guò)其中的輥91e的驅(qū)動(dòng)，將材料IO向支撐件93a運(yùn)送的過(guò)程中，施加彎曲加工而構(gòu)成。構(gòu)成運(yùn)送部90的上述兩對(duì)輥被輥支撐件93c(第二輥支撐件)、93d(第三輥支撐件)支撐，分別通過(guò)作為執(zhí)行器兼位移機(jī)構(gòu)的液壓缸61h、61i安裝在框架95。然后，通過(guò)液壓缸61h、61i的驅(qū)動(dòng)控制，能夠與上述支撐件一起在箭頭A的垂直方向(上下方向)位移，能夠使運(yùn)送部90的上述兩對(duì)輥91c~91f的、與支撐件93a的輥91a、91b(第一輥)的相對(duì)位置關(guān)系變化。另外，支撐件93a能夠圍繞垂直的縱旋轉(zhuǎn)軸(因?yàn)樵谥渭?3a的里面，所以未圖示出)沿93f的箭頭所示的水平方向旋轉(zhuǎn)地被安裝在框架(基座)65上，通過(guò)該水平方向的旋轉(zhuǎn)，能夠相對(duì)于運(yùn)送部90的輥91c~91f的4t轉(zhuǎn)軸，4吏輥91a、91b的4t轉(zhuǎn)軸沿水平面傾斜。另外，具備輥91a、91b的輥支撐件93b(第一輥支撐件)通過(guò)水平的橫旋轉(zhuǎn)軸93e和作為執(zhí)行器兼位移機(jī)構(gòu)的液壓缸61e、61f被安裝在支撐件93a，支撐件93a通過(guò)垂直的縱旋轉(zhuǎn)軸(93f)安裝在框架95。然后，利用液壓缸61e、61f的驅(qū)動(dòng)控制，相對(duì)于從運(yùn)送部90運(yùn)送來(lái)的材料10表面(相對(duì)于運(yùn)送部90的輥91c91f的旋轉(zhuǎn)軸)，4吏輥91a、91b沿垂直面傾斜，椐此，對(duì)材料施加彎曲加工。即，從運(yùn)送部90運(yùn)送來(lái)的材料10在線素50、51、52、...(參照?qǐng)D10)通過(guò)輥91a、91b時(shí)，以使輥91a、91b(在圖10中為沖頭)與通過(guò)的線素平行的方式，控制運(yùn)送部90的輥的高度、支撐件93a以及支撐件93b的傾斜角度，據(jù)此，對(duì)線素施加彎曲加工，能夠在材料10上連續(xù)地形成鞍形補(bǔ)片。在該情況下，各鞍形補(bǔ)片之間成為曲線的邊界。在本實(shí)施例中，由直線線素在上述葉片的材料上面定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用在上下具備了兩個(gè)輥的第一、第二、第三輥支撐件，針對(duì)連續(xù)的三個(gè)線素，在以使上述輥支撐件的輥的軸分別平行地吻合于第一、第二、第三線素的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)上述輥支撐件的任意的輥，運(yùn)送材料時(shí)，雖然總是與通過(guò)上述輥的線素平行地接觸，但是，能夠以通過(guò)第一輥時(shí)的線和通過(guò)第一輥以前的線素的位置關(guān)系成為設(shè)計(jì)形狀中的線素的位置關(guān)系的方式，調(diào)整上述輥支撐件的相對(duì)的位置關(guān)系，據(jù)此，連續(xù)地形成鞍形，將上述材料成型為希望的葉片形狀。另外，雖然在本實(shí)施例中，通過(guò)在水平、垂直的兩方向相互正交的旋轉(zhuǎn)軸，將支撐件93b安裝在框架95,但是，替代這種情況，也可以通過(guò)在水平、垂直的兩方向相互正交的旋轉(zhuǎn)軸，將運(yùn)送部90的輥的支撐件93c、93d安裝在框架95，將支撐件93b直接安裝在框架95?？偠灾?，只要是用于對(duì)材料施加彎曲加工的、支撐件93c和支撐件93b的輥之間的相對(duì)的位置關(guān)系能夠變化即可。作為其它的變形例，至少一個(gè)輥支撐件由垂直的旋轉(zhuǎn)軸和水平的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)支撐件安裝在框架95，剩余的輥支撐件直接安裝在上述框架95?；蛘?，安裝在上述執(zhí)行器兼位移機(jī)構(gòu)上的輥支撐件直接安裝在上述框架95，剩余的輥支撐件由垂直的旋轉(zhuǎn)軸和水平的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)支撐件安裝在上述框架95?；蛘撸惭b在上述執(zhí)行器兼位移機(jī)構(gòu)上的輥支撐件例如通過(guò)垂直的旋轉(zhuǎn)軸安裝在上述框架95,剩余的輥支撐件通過(guò)水平的旋轉(zhuǎn)軸安裝在上述框架。再有，上述垂直的旋轉(zhuǎn)軸和水平的旋轉(zhuǎn)軸具有大致相互正交的旋轉(zhuǎn)軸，具備用于控制上述垂直的旋轉(zhuǎn)軸和水平的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的執(zhí)行器。在本實(shí)施例中，雖然考慮材料在材料表面內(nèi)打滑的情況，但是，對(duì)此能夠在材料側(cè)面使用導(dǎo)輥等來(lái)進(jìn)行抑制。實(shí)施例3圖15是使用多點(diǎn)沖壓設(shè)備，在葉片的一部分依次成型鞍形補(bǔ)片的葉輪制造裝置的實(shí)施例。表示的是，通過(guò)將至少與材料10的寬度同寬度程度(IO根沖頭程度)地排列了球頭狀的沖頭100的列在材料的上下排列在材料寬度方向的沖頭列(100a100e)，從上下加工材料10的情況。具備至少具有一個(gè)能夠位移.加壓的滑塊(未圖示出)的沖壓機(jī)構(gòu)(未圖示出)，球頭狀的沖頭列在可滑動(dòng)地被沖頭框101a以及框架101a支撐的狀態(tài)下，以相對(duì)狀態(tài)能夠在高度方向移動(dòng)地配置，上述沖頭列由在上述葉片的材料10的寬度方向并列十根程度的下沖頭列和根數(shù)與上述下沖頭列大致相等的上沖頭列構(gòu)成。另外，具備由通過(guò)上述滑塊的加壓力來(lái)限制上述材料10的一部分的上下的壓板102a、102b構(gòu)成的沖模102，并且，上述沖才莫102被配置在沖模肩部的邊緣102c和沖頭列的間隔102d至少相隔沖頭直徑100g的程度的位置。在成型時(shí)，使沖頭100的前端接觸材料10的加工部位，通過(guò)滑塊控制各沖頭的位移(第一工序)。另外，在材料的未加工部分配置壓板102a、102b，據(jù)此，在加工中限制材料IO。此時(shí)，各沖頭的最終位置是在假設(shè)配置了目標(biāo)形狀的材料時(shí)，沖頭與材料表面接觸的位置。象這樣，以求出的位移指令為基礎(chǔ)，控制沖頭的位移，據(jù)此，在沖頭所按壓接觸的部位，形成微小的鞍形狀的補(bǔ)片(第二工序)。接著，將各沖頭移動(dòng)到初始位置，開(kāi)放對(duì)材料的限制，接著，向箭頭的方向運(yùn)送材料IO(第三工序)，再次對(duì)沖頭進(jìn)行位移控制，相鄰地成型新的微小的鞍形的補(bǔ)片。通過(guò)對(duì)葉片面整體依次進(jìn)行上述的動(dòng)作，以小的間距成型微小的鞍形的補(bǔ)片，形成規(guī)定的葉片形狀。在該實(shí)施例中，鞍形的補(bǔ)片的邊界為曲線。即，在渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下具備的葉輪的葉片中，在通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成鞍形補(bǔ)片時(shí)，在上述葉片的材料上面由曲線定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用在上下相對(duì)地配置了將多個(gè)球頭狀的沖頭以能夠在高度方向移動(dòng)的狀態(tài)多根排列在上述葉片的材料寬度方向的沖頭列的多點(diǎn)沖壓裝置，在第一工序，使上述材料與上述上下的沖頭列的相對(duì)頭部接觸并進(jìn)行保持，在第二工序，使上述沖頭列的高度位移，在材料的一部分形成邊界為曲線的鞍形補(bǔ)片，在笫三工序，擴(kuò)大上述沖頭列的相對(duì)頭部的間隔，開(kāi)放上述材料，以后，反復(fù)上述第一三工序，在材料整體依次形成鞍形補(bǔ)片，將上述材料成型為希望的葉片形狀。實(shí)施例4圖16是使用作為三維總金屬模的部分金屬模的沖壓金屬模200a、200b局部地進(jìn)行金屬模成型，對(duì)此以外的部分SEC1應(yīng)用了前面的實(shí)施例的制造方法的實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，因?yàn)樵谌~片表面，對(duì)為了提高動(dòng)作效率而要求高度的形狀精度的葉片的前端部位，進(jìn)行局部地使用了金屬模200a、200b的沖壓加工，所以，能夠高精度化。再有，因?yàn)閷?duì)其它的部位，應(yīng)用了前面的實(shí)施例的制造法，所以，能夠降低金屬模費(fèi)用，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。特別是在本實(shí)施例中，在大型的泵中，葉片的巻繞長(zhǎng)度大的情況下，提高了金屬模費(fèi)用降低的效果。實(shí)施例5圖17以及圖18是表示有關(guān)構(gòu)成安裝在渦輪流體機(jī)械上的葉輪的葉片中的還有另外的實(shí)施方式的葉片的制造方法的圖，是通過(guò)部分金屬模成型葉片入口附近的例子。由本實(shí)施例的制造方法制作的葉片僅葉片入口和出口分別由鞍形的補(bǔ)片(SEC3、SEC1)形成，而且一部分的鞍形的補(bǔ)片(SEC1)由部分金屬模沖壓成型。再有，是使成為金屬模的邊界的部分為大致平面或者在線素(50、51)含有邊界線的大致圓錐形狀的葉片。另外，圖17是表示中間區(qū)域(51和圖18的52之間)為大致平面的葉片的成型的樣子的圖。另外，圖19表示中間區(qū)域?yàn)榇笾聢A錐(SEC2b)的葉片。下面，對(duì)中間區(qū)域?yàn)榇笾缕矫娴那闆r下的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。用于成型該葉片的部分金屬?？梢允褂镁哂信c形成葉片面的入口形狀的鞍形補(bǔ)片中最靠近出口的補(bǔ)片的邊界相同的邊界的金屬模。據(jù)此，在葉片的材料的前端形成鞍形補(bǔ)片，形成三維扭轉(zhuǎn)的形狀時(shí)，能夠防止通過(guò)部分金屬模的邊界部，鞍形的扭轉(zhuǎn)變形向葉片出口側(cè)的材料傳遞的情況。根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)使由金屬模沖壓成型的區(qū)域和出口側(cè)的鞍形補(bǔ)片的中間區(qū)域SEC2的葉片面形狀為大致平面或者大致圓錐形狀，成型簡(jiǎn)單，能夠提高葉片整體的形狀精度。因?yàn)樵谌~片表面，對(duì)為了提高動(dòng)作效率，而要求高度的形狀精度的葉片的前端部位，進(jìn)行局部地使用了金屬模200a、200b的沖壓加工，所以，能夠高精度化。再有，因?yàn)閷?duì)其它的部位，應(yīng)用了前面的實(shí)施例的制造法，所以，能夠降低金屬模費(fèi)用，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。特別是在本實(shí)施例中，在大型的泵中，葉片的巻繞長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，提高了金屬模費(fèi)用降低的效果。形成鞍形的補(bǔ)片的區(qū)域只要是在葉片的流線方向，在葉片的入口為葉輪外形的25%程度的長(zhǎng)度，就能使鞍形的金屬模尺寸小型化，抑制金屬模費(fèi)用，并且能夠充分維持希望的流體的性能。另外，通過(guò)金屬模的邊界中的葉片出口側(cè)的邊界位置從葉片面的鞍形補(bǔ)片和中間區(qū)域的邊界向出口側(cè)偏心材料板厚T的2~3倍程度，能夠進(jìn)一步減小葉片入口的扭轉(zhuǎn)變形向出口側(cè)傳遞的影響。再有，中間區(qū)域和兩端的鞍形的補(bǔ)片的邊界附近可以調(diào)整鞍形補(bǔ)片的扭轉(zhuǎn)程度，以便平滑地連接葉片面。實(shí)施例6圖20是表示有關(guān)構(gòu)成安裝在渦輪流體機(jī)械上的葉輪的葉片中的還有另外的實(shí)施方式的葉片的制造方法的圖，特別是表示沖壓成型前的樣子的圖。另外，圖20是針對(duì)在葉片的葉片面的鞍形補(bǔ)片設(shè)置了凹部的葉片進(jìn)行表示，是成型葉輪的入口部的鞍形的情況。具體地說(shuō)，在葉片材料10的線素50和51之間的成為大致平面的部分預(yù)先形成凹部205a、205b。另一方面，在鞍形金屬模的下才莫200b，在對(duì)應(yīng)的位置預(yù)先形成下才莫凸部204a、204b。圖21是表示沖壓成型完成時(shí)的樣子的圖，是在使用沖壓金屬模成型葉片面的一部分的鞍形補(bǔ)片時(shí)，在使在沖壓金屬模的規(guī)定的位置設(shè)置的凸部與材料10的凹部嵌合的狀態(tài)下(由嵌合部206a、206b所示)，進(jìn)行沖壓成型。根據(jù)該實(shí)施例，因?yàn)樵谌~片表面，在對(duì)為了提高動(dòng)作效率而要求高度的形狀精度的葉片的前端部位，局部地使用金屬模200a、200b進(jìn)行沖壓加工時(shí)，通過(guò)使金屬模的一部分與葉片嵌合，能夠防止在沖壓成型中材料從規(guī)定的位置偏離，所以，能夠穩(wěn)定地成型高精度的葉片形狀。再有，因?yàn)閷?duì)其它的部位，應(yīng)用了前面的實(shí)施例的制造法，所以，能夠降低金屬模費(fèi)用，能夠提供廉價(jià)的渦輪流體機(jī)械。成型順序是在連續(xù)成型部分補(bǔ)片后設(shè)置凹部，最后，在嵌合了材料的凹部和鞍形金屬模的凸部的狀態(tài)下進(jìn)行成型。根據(jù)該成型順序，因?yàn)樵诔尚蜁r(shí)先成型材料難以偏離的大致平面部分，最后成型鞍形部分，所以，能夠精度良好地確保鞍形部分的成型。就凹凸部的形狀而言，通過(guò)使嵌合接觸部成為大致半球狀，能夠沒(méi)有過(guò)度地抑制成型中的材料的變形，防止材料的打滑產(chǎn)生的偏離。即，形成球面接合。就形成凹部的位置而言，如圖20所示，雖然分別配置在成型后的葉片的四角的點(diǎn)中的葉片出口側(cè)的兩點(diǎn)附近為好，但是，也可以在葉片出口側(cè)的兩點(diǎn)中的一點(diǎn)形成凸部。在該情況下，通過(guò)在金屬模安裝引導(dǎo)器進(jìn)行成型，能夠得到同樣的效果。另外，在葉片上形成凸部，在金屬模上形成凹的情況下，也能得到同樣的效果。圖22以及圖23是為了驗(yàn)證上述的制造方法中的利用了葉片和金屬模的凹凸的嵌合的效果而實(shí)施的成型模擬的結(jié)果，是重合表示在從沖壓成型工序的開(kāi)始到結(jié)束的三個(gè)階段的材料的變形的樣子的圖。另外，因?yàn)橹塾诮饘倌?nèi)部的材料的變形，所以，沒(méi)有表示出上模200a。圖22是在沒(méi)有利用嵌合的沒(méi)有對(duì)材料限制的條件下的成型分析結(jié)果。圖23是在通過(guò)使設(shè)置在葉片中央部的凹部或者凸部與金屬模嵌合的引導(dǎo)器205a、205b進(jìn)行限制的條件下的成型模擬的結(jié)果。在沒(méi)有使用嵌合引導(dǎo)器的情況下，可知材料因與模的接觸反作用力而產(chǎn)生打滑，象葉片5c-5d-5e那樣，依次偏離旋轉(zhuǎn)。另一方面，在使用了嵌合引導(dǎo)器的情況下，材料沒(méi)有產(chǎn)生打滑，象葉片5f-5g-5h那樣，在金屬模的規(guī)定的位置成型為三維扭轉(zhuǎn)形狀。圖24是對(duì)因嵌合引導(dǎo)器的有無(wú)而產(chǎn)生的沖壓成型結(jié)束時(shí)的材料的位置偏離(5e、5h)進(jìn)行比較的圖。在扭轉(zhuǎn)程度大的葉片的情況下，在成型中，材料容易在金屬模面上移動(dòng)，葉片的材料從金屬模的規(guī)定的位置偏離，據(jù)此，形狀精度惡化。圖25是表示通過(guò)將由上述的制造方法成型的多片葉片5a接合到大致圓錐狀的凸臺(tái)(輪轂部)6a而構(gòu)成的葉輪。在安裝葉片時(shí)，通過(guò)使在葉片5a上形成的凹部205a和在凸臺(tái)的葉片的安裝位置上形成的凸部207a嵌合，能夠迅速且高精度地組裝葉輪。象這樣，凹部和凸部的嵌合構(gòu)造除了上述的葉片成型時(shí)提高精度以外，還對(duì)提高組裝時(shí)的精度有益。權(quán)利要求1.一種葉片，是接合在以可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的凸臺(tái)和護(hù)罩之間或者凸臺(tái)上，構(gòu)成葉輪的葉片，其特征在于，上述葉片的葉片面由通過(guò)局部的加工構(gòu)成的多個(gè)鞍形的補(bǔ)片構(gòu)成，上述葉片面的彎曲角具有正負(fù)兩者的值。2.如權(quán)利要求1所述的葉片，其特征在于，上述葉片的葉片面由具有大致直線的邊界的多個(gè)鞍形的補(bǔ)片形成。3.如權(quán)利要求1所述的葉片，其特征在于，上述葉片的葉片面由具有曲線的邊界的多個(gè)鞍形的補(bǔ)片形成。4.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于，上述葉片面由至少兩個(gè)以上上述鞍形補(bǔ)片形成，而且，以上述鞍形補(bǔ)片彼此不相鄰的狀態(tài)配置，在上述鞍形補(bǔ)片之間配置大致平面的補(bǔ)片或者以上述邊界線為母線的圓錐面的補(bǔ)片。5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，上述鞍形的補(bǔ)片形成一個(gè)以上凹部或者凸部，而且上述凹部或者凸部形成在上述葉片面的面內(nèi)方向。6.—種葉輪，是通過(guò)將葉片接合在以可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的凸臺(tái)和護(hù)罩之間或者凸臺(tái)上而構(gòu)成的葉輪，其特征在于，作為上述葉片具備權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的葉片。7.如權(quán)利要求6所述的葉輪，其特征在于，在上述葉片形成凹部或者凸部，在上述凸臺(tái)上形成在上述葉片的安裝位置與上述葉片的凹部或者凸部嵌合的凸部或者凹部。8.—種渦輪流體機(jī)械，是使用了通過(guò)將葉片接合在以可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)安裝使用的葉輪的凸臺(tái)和護(hù)罩之間或者凸臺(tái)上而構(gòu)成的葉輪的渦輪流體機(jī)械，其特征在于，作為上述葉輪具備權(quán)利要求6或7所述的葉輪。9.一種葉片的制造方法，是在制造渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)所具備的葉輪時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成多個(gè)鞍形補(bǔ)片的葉片的制造方法，其特征在于，由直線線素在上述葉片的材料上面定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用至少具備一組推出部為直線狀并且相對(duì)的沖頭的沖頭支撐件和在一部分夾入上述葉片的材料進(jìn)行限制的沖模，針對(duì)上述線素中相鄰的兩個(gè)線素，使上述沖頭的邊緣與第一線素平行地吻合，并且使上述沖模的沖模肩部的邊緣與第二線素平行地吻合，成為限制了上述材料的狀態(tài)，通過(guò)在包括上述第一線素，與上述材料垂直的平面內(nèi)使上述沖頭的組傾斜規(guī)定量，同時(shí)在上述材料的垂直方向施加規(guī)定的行程，在上述第一第二線素之間形成鞍形，以后，在所有或者一部分的相鄰線素之間依次形成鞍形，將上述材料成型為希望的葉片形狀。10.—種葉片的制造方法，是在制造渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)所具備的葉輪時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成多個(gè)鞍形補(bǔ)片的葉片的制造方法，其特征在于，由直線線素在上述葉片的材料上面定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用在上下具備兩個(gè)輥的第一、第二、第三輥支撐件，針對(duì)連續(xù)的三個(gè)線素，以在使上述輥支撐件的輥的軸分別與笫一、第二、第三線素平行地吻合的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)上述輥支撐件的任意的輥，在運(yùn)送材料時(shí)，雖然總是與通過(guò)上述輥的線素平行地接觸，但通過(guò)第一輥時(shí)的線和通過(guò)第一輥以前的線素的位置關(guān)系以成為設(shè)計(jì)形狀的線素的位置關(guān)系的方式來(lái)調(diào)整上述輥支撐件的相對(duì)的位置關(guān)系，據(jù)此，連續(xù)地形成鞍形，將上述材料成型為希望的葉片形狀。11.一種葉片的制造方法，是在制造渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)所具備的葉輪時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成鞍形補(bǔ)片的葉片的制造方法，其特征在于，由曲線在上述葉片的材料上面定義上述鞍形補(bǔ)片的各邊界，使用上下相對(duì)地配置了在能夠?qū)⒍鄠€(gè)球頭狀沖頭在高度方向壓裝置:、在第一工序使上述材料與上述上下的沖i列的^對(duì)頭部接觸并進(jìn)行保持，在第二工序使上述沖頭列的高度位移，在材料的一部分上形成邊界為曲線的鞍形補(bǔ)片，在第三工序，擴(kuò)大上述沖頭列的相對(duì)頭部的間隔，開(kāi)放上述材料，以后，反復(fù)上述第一~三工序，在材料整體依次形成鞍形補(bǔ)片，將上述材料成型為希望的葉片形狀。12.如權(quán)利要求9至11中的任一項(xiàng)所述的葉片的制造方法，是在制造渦輪流體機(jī)械在可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)所具備的葉輪時(shí)，通過(guò)對(duì)金屬板的材料進(jìn)行局部的加工形成鞍形補(bǔ)片的葉片的制造方法，其特征在于，在成型上述葉片時(shí)，針對(duì)葉片面的一部分，使用三維總金屬模進(jìn)行沖壓成型。13.如權(quán)利要求12所述的葉片的制造方法，其特征在于，上述金屬模具備凹部或者凸部，在使預(yù)先形成于上述葉片材料上的凹部或者凸部嵌入到上述金屬模的凹部或者凸部的狀態(tài)下，進(jìn)行沖壓成型。14.一種葉片的制造裝置，是通過(guò)金屬板狀的材料的塑性變形制作可旋轉(zhuǎn)地安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的葉片的制造裝置，其特征在于，具備能夠獨(dú)立位移.加壓的至少第一和第二滑塊、通過(guò)上述第一滑塊的加壓限制材料的沖模、在抓住從上述沖模突出的材料的狀態(tài)下，通過(guò)上述第二滑塊的位移施加變形的沖頭、通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在上述第二滑塊，對(duì)上述沖頭施加縱向的傾斜的沖頭支撐件、使上述沖模和沖頭相對(duì)地在水平方向傾斜的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制上述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度的執(zhí)行器，上述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸以相互大致正交的方式配置，通過(guò)基于上述第一和第二滑塊以及上述執(zhí)行器的控制的上述沖模和沖頭的位移和傾斜，對(duì)材料添加規(guī)定的變形。15.—種葉片的制造裝置，是通過(guò)金屬板的材料的塑性變形制作可旋轉(zhuǎn)地安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的葉片的制造裝置，其特征在于，具備對(duì)夾著材料旋轉(zhuǎn)的一對(duì)輥進(jìn)行支撐的第一、第二、第三輥支撐件、驅(qū)動(dòng)第一輥支撐件的輥，運(yùn)送材料的運(yùn)送部、上述輥支撐件和安裝有上述運(yùn)送部的框架，上述輥支撐件的至少一個(gè)輥支撐件為了對(duì)上述材料的板面施加變形，通過(guò)相對(duì)于剩余的輥支撐件位移的位移機(jī)構(gòu)安裝在上述框架，上述位移機(jī)構(gòu)由縱的旋轉(zhuǎn)軸和橫的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。16.—種葉片的制造裝置，是通過(guò)板狀的金屬材料的塑性變形制作可旋轉(zhuǎn)地安裝在渦輪流體機(jī)械上使用的葉輪的葉片的制造裝置，其特征在于，具備具有能夠位移.加壓的至少一個(gè)滑塊的沖壓機(jī)構(gòu)、能夠上下移動(dòng)地支撐多個(gè)球頭狀沖頭的沖頭列、受到加壓控制并限制材料的一部分的沖模，上述沖頭列由在材料的寬度方向排列的多述滑塊的加壓力，從兩面對(duì)材料加壓，塑性變形。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種不使用專用的金屬模，提供用于渦輪流體機(jī)械的葉輪的葉片及其制造裝置以及葉片的制造方法。本發(fā)明中，具有推出部的沖頭具備以在材料的板厚程度的一定間隔相對(duì)的狀態(tài)下被安裝的沖頭支撐件，沖頭支撐件通過(guò)能夠圍繞第二滑塊移動(dòng)方旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)被安裝在第二滑塊，沖模通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，安裝在上述第一滑塊上，使用由執(zhí)行器控制兩旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度的制造裝置，在葉片的材料上形成多個(gè)鞍形補(bǔ)片，構(gòu)成葉片。文檔編號(hào)F04D29/34GK101586580SQ20091020309公開(kāi)日2009年11月25日申請(qǐng)日期2009年5月19日優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日發(fā)明者寺前俊哉,林幸志,柳原一智,片岡亮一,谷上哲也申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立工業(yè)設(shè)備技術(shù)