JP2013139066A - インペラ製造装置及びインペラの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一連の機械加工によってインペラＭを製造する途中に、被加工材Ｗの芯ずれが生じることをなくして、インペラＭを高いレベルで高精度に仕上げること。
【解決手段】第１ワーク主軸ヘッド５と第２ワーク主軸ヘッド１７との中間領域Ｐの一側方に形成バイト３３，３５及び突っ切りバイト４１を備えた旋削加工ヘッド２３が設けられ、旋削加工ヘッド２３がＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能に構成され、中間領域Ｐの他側方にエンドミル６３を保持する回転可能な工具主軸６５を有したフライス加工ヘッド４５が設けられ、フライス加工ヘッド４５がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動可能かつＡ軸回転方向へ回転可能に構成されたこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、丸棒状の被加工材に対して一連の機械加工（旋削加工、フライス加工）を施すことにより、コンプレッサインペラ等のインペラを製造するインペラ製造装置、及びインペラを製造するためのインペラの製造方法に関する。

一般に、過給機等に用いられるコンプレッサインペラ等のインペラは、精密鋳造によって製造されることが多いが、近年、インペラが機械加工によって製造されるケースも増えてきている。そして、インペラを機械加工によって製造する場合には、次のように行う。

即ち、旋盤におけるワーク主軸のチャックによって丸棒状の被加工材を把持する。そして、形成バイトを備えた旋削ヘッドを用い、被加工材をその軸心周りにワーク主軸と一体的に回転させながら、旋削加工ヘッドを互いに直交する水平の２軸方向（具体的には、Ｘ軸方向及びＺ軸方向）へ移動させる。これにより、形成バイトによって被加工材に対して旋削加工を施して、被加工材から大径部分と小径部分を有した中間成形体を形成する。

中間成形体を形成した後に、ワーク主軸のチャックから中間成形体を取り外して、フライス盤（マシニングセンタ）におけるワーク治具に中間成形体をセットする。そして、先端側にエンドミルを保持する工具主軸を有したフライスヘッドを用い、エンドミルをその軸心周りに工具主軸と一体的に回転させながら、フライス加工ヘッドをワーク治具に対して相対的に互いに直交する３軸方向（具体的には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向）へ移動させかつワーク治具に対して前記水平な２軸方向にそれぞれ平行な軸心周りの２つの回転方向（具体的には、Ａ軸回転方向及びＣ軸回転方向）へ回転させる。これにより、エンドミルによって中間成形体に対してフライス加工を施して、中間成形体から複数の翼部分を有した最終成形体であるインペラを形成することができる。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１から特許文献４に示すものがある。

特開２０１０−２６９４１７号公報 特開２０１０−２８５９１９号公報 特開２００２−３６０２０号公報 特開２００１−３００８１２号公報

ところで、前述のように、旋盤におけるワーク主軸のチャックから中間成形体を取り外して、フライス盤におけるワーク治具に中間成形体をセットしているため、インペラを機械加工によって製造する途中に、中間成形体の芯ずれが起こり易く、インペラを高いレベルで高精度に仕上げることが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のインペラ製造装置及びインペラの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、丸棒状の被加工材（ワーク）に対して一連の機械加工（旋削加工、フライス加工）を施すことにより、被加工材の一部から中間成形部を形成し、被加工材における前記中間成形部から最終成形部を形成し、被加工材から前記最終成形部を分離して、インペラを製造するインペラ製造装置において、第１ワーク主軸ヘッドと、前記第１ワーク主軸ヘッドに設けられ、Ｚ軸方向に平行な軸心周りのＣ軸回転方向へ回転可能に構成され、先端側に被加工材を把持可能な第１チャックを有した第１ワーク主軸と、前記第１ワーク主軸ヘッドにＺ軸方向に離隔した位置に設けられ、前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＺ軸方向へ移動可能に構成された第２ワーク主軸ヘッドと、前記第２ワーク主軸ヘッドに前記第１ワーク主軸に対向して設けられ、Ｃ軸回転方向へ回転可能に構成され、先端側に被加工材における前記最終成形部を把持可能な第２チャックを有した第２ワーク主軸と、前記第１ワーク主軸ヘッドと前記第２ワーク主軸ヘッドとの中間領域の一側方に設けられ、前記第１ワーク主軸ヘッド及び前記第２ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能に構成され、被加工材の一部から前記中間成形部を形成するための形成バイト、及び被加工材から前記最終成形部を分離するための突っ切りバイトを備えた旋削加工ヘッドと、前記中間領域の他側方に設けられ、前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動可能かつＸ軸方向に平行な軸心周りのＡ軸回転方向へ回転可能に構成され、先端側に被加工材における前記中間成形部から前記最終成形部を形成するためのエンドミルを保持する工具主軸を有したフライス加工ヘッドと、を具備したことを要旨とする。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「インペラ」とは、過給機及び産業用遠心圧縮機等に用いられるコンプレッサインペラ、過給機等に用いられるタービンインペラを含む意である。また、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意である。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴からなるインペラ製造装置を用いて前記インペラを製造するためのインペラの製造方法において、前記第１チャックによって被加工材を把持した状態で、被加工材をその軸心周りに前記第１ワーク主軸と一体的に回転させながら、前記旋削加工ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動させることにより、前記形成バイトによって被加工材の一部（被加工材における前記第１チャックから突出した部位）に旋削加工を施して、被加工材の一部から前記中間成形部を形成する中間形成工程と、前記中間形成工程の終了後に、前記第１チャックによって被加工材を把持した状態で、前記エンドミルをその軸心周りに前記工具主軸と一体的に回転させながら、前記第１ワーク主軸をＣ軸回転方向へ回転させると共に、前記フライス加工ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動させかつＡ軸回転方向へ回転させることにより、前記エンドミルによって被加工材における前記中間成形部にフライス加工を施して、被加工材における前記中間成形部から前記最終成形部を形成する最終形成工程と、前記最終形成工程の終了後に、前記第２ワーク主軸ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＺ軸方向へ移動させて、前記第２チャックによって被加工材における前記最終成形部を把持し、続いて、前記第１チャック及び前記第２チャックによって被加工材を把持した状で、被加工材をその軸心周りに前記第１ワーク主軸及び前記第２ワーク主軸と一体的に回転させながら、前記旋削加工ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッド及び前記第２ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向へ移動させることにより、前記突っ切りバイトによって被加工材に突っ切り加工を施して、被加工材から前記最終成形部を分離する分離工程と、を具備したことを要旨とする。

第１の特徴及び第２の特徴によると、前記中間成形部を形成する前から前記最終成形部を分離するまでの間、前記第１チャックによって被加工材を把持した状態を保っているため、一連の機械加工によって前記インペラを製造する途中に、被加工材の芯ずれが生じることがない。

本発明によれば、一連の機械加工によって前記インペラを製造する途中に、被加工材の芯ずれが生じることがないため、前記インペラを高いレベルで高精度に仕上げることできる。

図１は、本発明の実施形態に係るインペラ製造装置の平面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るインペラ製造装置の正面図である。 図３は、図１におけるIII-III線に沿った図である。 図４（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係るインペラの製造方法における中間形成工程を説明する図である。 図５は、本発明の実施形態に係るインペラの製造方法における最終形成工程を説明する図である。 図６（ａ）は、本発明の実施形態に係るインペラの製造方法における分離工程を説明する図、図６（ｂ）は、本発明の実施形態に係るインペラの製造方法における背面仕上げ工程を説明する図である。

本発明の実施形態について図１から図６を参照して説明する。なお、図面に示す通り、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向である。また、説明中、「Ｘ軸方向」とは、前後方向、「Ｚ軸方向」とは、左右方向、「Ｙ軸方向」とは、上下方向、「Ａ軸回転方向」とは、Ｘ軸方向に平行な軸心周りの回転方向のこと、「Ｃ軸回転方向」とは、Ｚ軸方向に平行な軸心周りの回転方向のことである。

図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係るインペラ製造装置１は、アルミ合金又はチタン合金からなる丸棒状の被加工材（ワーク）Ｗに対して一連の機械加工（旋削加工、フライス加工）を施すことにより、被加工材Ｗの一部から中間成形部Ｗａ（図４（ａ）（ｂ）参照）を形成し、被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａから最終成形部Ｗｂ（図５及び図６（ａ）参照）を形成し、被加工材Ｗから最終成形部Ｗｂを分離して、コンプレッサインペラＭ（図６（ｂ）参照）を製造するものである。ここで、中間成形部Ｗａは、大径部分と小径部分を有してあって、最終成形部Ｗｂは、複数の翼部分を有している。そして、インペラ製造装置１の具体的な構成は、以下のようになる。

インペラ製造装置１は、Ｚ軸方向へ延びたベッド３を具備しており、このベッド３の左部には、第１ワーク主軸ヘッド５が設けられている。また、第１ワーク主軸ヘッド５には、第１ワーク主軸７が設けられており、この第１ワーク主軸７は、第１ワーク主軸用のＣ軸制御モータ（図示省略）の駆動によりＣ軸回転方向へ回転可能（回転制御可能）に構成されており、先端側に、被加工材Ｗを把持可能な第１チャック９を有している。

ベッド３の左側、換言すれば、第１ワーク主軸ヘッド５に左右に隣接した位置には、ワークフィーダ（バーフィーダ）１１が設けられており、このワークフィーダ１１は、被加工材Ｗを第１ワーク主軸ヘッド５内を経由して第１チャック９から右方向へ突出するように送り出すものである。また、ワークフィーダ１１は、公知の構成からなり、被加工材Ｗを右方向へ押し出す押し出し機構１３を備えている。

ベッド３の右部には、Ｚ軸方向へ延びた一対のＺ軸ガイド１５が設けられており、一対のＺ軸ガイド１５には、第２ワーク主軸ヘッド１７が設けられている。換言すれば、ベッド３における第１ワーク主軸ヘッド５にＺ軸方向に離隔した位置には、第２ワーク主軸ヘッド１７が一対のＺ軸ガイド１５を介して設けられている。また、第２ワーク主軸ヘッド１７は、第２ワーク主軸ヘッド用のＺ軸制御モータ（図示省略）の駆動により一対のＺ軸ガイド１５に沿ってＺ軸方向へ移動可能（移動制御可能）に構成されている。そして、第２ワーク主軸ヘッド１７には、第２ワーク主軸１９が第１ワーク主軸７に左右に対向して設けられており、この第２ワーク主軸１９は、第２ワーク主軸用のＣ軸制御モータ（図示省略）の駆動によりＣ軸回転方向へ回転可能（回転制御可能）に構成されてあって、先端側に、被加工材Ｗにおける最終成形部Ｗｂを把持可能な第２チャック２１を有している。

第１ワーク主軸ヘッド５と第２ワーク主軸ヘッド１７との中間領域Ｐの前側（一側方）には、タレットタイプの旋削加工ヘッド２３が設けられている。

具体的には、ベッド３における中間領域Ｐの前側には、Ｘ軸方向へ延びた一対のＸ軸ガイド２５が設けられており、一対のＸ軸ガイド２５には、Ｘ軸移動台２７が設けられおり、このＸ軸移動台２７は、旋削加工ヘッド用のＸ軸制御モータ（図示省略）の駆動により一対のＸ軸ガイド２５に沿ってＸ軸方向へ移動可能（移動制御可能）に構成されている。また、Ｘ軸移動台２７には、Ｚ軸方向へ延びた一対のＺ軸ガイド２９が設けられており、一対のＺ軸ガイド２９には、Ｚ軸移動台３１が設けられており、このＺ軸移動台３１は、旋削加工ヘッド用のＺ軸制御モータ（図示省略）の駆動により一対のＺ軸ガイド２９に沿ってＺ軸方向へ移動可能（移動制御可能）に構成されている。

Ｚ軸移動台３１には、前述のタレットタイプの旋削加工ヘッド２３が回転割出し可能に設けられており、この旋削加工ヘッドは、旋削加工ヘッド用のＸ軸制御モータの駆動によりＸ軸移動台２７と一体的にＸ軸方向へ移動可能に構成されてあって、旋削加工ヘッド用のＺ軸制御モータの駆動によりＺ軸移動台３１と一体的にＺ軸方向へ移動可能に構成されている。また、旋削加工ヘッド２３は、被加工材Ｗの一部から中間成形部Ｗａを形成するための形成バイト（粗加工用の形成バイト３３及び仕上げ加工用の形成バイト３５）、被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａの中央部分（中心部分）に加工穴を形成するための穴明け工具（ドリル３７及びリーマ３９）、被加工材Ｗから最終成形部Ｗｂを分離するための突っ切りバイト４１、及び最終成形部Ｗｂの背面を仕上げる仕上げバイト４３を着脱可能に備えている。ここで、粗加工用の形成バイト３３、仕上げ加工用の形成バイト３５、ドリル３７、リーマ３９、突っ切りバイト４１、及び仕上げバイト４３は、それぞれ、旋削加工ヘッド２３の回転割出しによって旋削、穴明け加工等を行うための適宜の加工位置に位置決め可能になっている。

中間領域Ｐの上側（他側方）には、フライス加工ヘッド４５が設けられている。

具体的には、ベッド３の後側には、リアフレーム４７が設けられており、このリアフレーム４７には、Ｘ軸方向へ延びた一対のＸ軸ガイド４９が設けられている。また、一対のＸ軸ガイド４９には、Ｘ軸移動コラム５１が設けられており、このＸ軸移動コラム５１は、フライス加工ヘッド用のＸ軸制御モータ（図示省略）の駆動により一対のＸ軸ガイド４９に沿ってＸ軸方向へ移動可能（移動制御可能）に構成されている。

Ｘ軸移動コラム５１には、Ｚ軸方向へ延びた一対のＺ軸ガイド５３が設けられており、一対のＺ軸ガイド５３には、Ｚ軸移動プレート５５が設けられてあって、このＺ軸移動プレート５５は、フライス加工ヘッド用のＺ軸制御モータ（図示省略）の駆動により一対のＺ軸ガイド５３に沿ってＺ軸方向へ移動可能（移動制御可能）に構成されている。また、Ｚ軸移動プレート５５には、Ｙ軸方向へ延びた一対のＹ軸ガイド５７が設けられており、一対のＹ軸ガイド５７には、Ｙ軸移動フレーム５９が設けられてあって、このＹ軸移動フレーム５９は、フライス加工ヘッド用のＹ軸制御モータ（図示省略）の駆動により一対のＹ軸ガイド５７に沿ってＹ軸方向へ移動可能（移動制御可能）に構成されている。

Ｙ軸移動フレーム５９には、Ａ軸回転プレート６１が中間領域Ｐの上側に位置するように設けられており、このＡ軸回転プレート６１は、フライス加工ヘッド用のＡ軸制御モータ（図示省略）の駆動によりＡ軸回転方向へ回転可能（回転制御可能）に構成されている。そして、Ａ軸回転プレート６１には、前述のフライス加工ヘッド４５が設けられており、フライス加工ヘッド４５は、先端側に、被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａから最終成形部Ｗｂを形成するためのエンドミル６３を保持する工具主軸６５を有しており、この工具主軸６５は、工具主軸用の回転モータ（図示省略）の駆動により回転可能に構成されている。また、フライス加工ヘッド４５は、フライス加工ヘッド用のＸ軸制御モータの駆動によりＸ軸移動コラム５１と一体的にＸ軸方向へ移動可能に構成されてあって、フライス加工ヘッド用のＺ軸制御モータの駆動によりＺ軸移動プレート５５と一体的にＺ軸方向へ移動可能に構成されている。更に、フライス加工ヘッド４５は、フライス加工ヘッド用のＹ軸制御モータの駆動によりＹ軸移動フレーム５９と一体的にＹ軸方向へ移動可能に構成されてあって、フライス加工ヘッド用のＡ軸制御モータの駆動によりＡ軸回転プレート６１と一体的にＡ軸回転方向へ回転可能に構成されている。ここで、エンドミル６３の先端は、フライス加工ヘッド４５のＡ軸回転方向の回転軸心Ａｃ上に位置するようになっている。

続いて、本発明の実施形態に係るインペラの製造方法について説明する。

本発明の実施形態に係るインペラの製造方法は、インペラ製造装置１を用いてコンプレッサインペラＭを製造するための方法であって、中間形成工程、最終形成工程、分離工程、背面仕上げ工程、及び繰り返し工程を具備している。そして、本発明の実施形態に係るインペラの製造方法における各工程の具体的な内容は、次のようになる。

中間形成工程
ワークフィーダ１１によって被加工材Ｗを第１ワーク主軸ヘッド５内を経由して第１チャック９から右方向へ突出するように送り出して、第１チャック９によって被加工材Ｗを把持する。また、旋削加工ヘッド２３の回転割出しによって粗加工用の形成バイト３３を適宜の加工位置に位置決めする。そして、図４（ａ）に示すように、第１チャック９によって被加工材Ｗを把持した状態で、第１ワーク主軸用のＣ軸制御モータの駆動により被加工材Ｗをその軸心周りに第１ワーク主軸７と一体的に回転させながら、旋削加工ヘッド用のＸ軸制御モータ及びＺ軸制御モータの駆動により旋削加工ヘッド２３をＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動させる（移動制御する）。これにより、粗加工用の形成バイト３３によって被加工材Ｗの一部（被加工材Ｗにおける第１チャック９から突出した部位）に旋削加工を施して、被加工材Ｗの一部から中間成形部Ｗａを形成することができる。

なお、粗加工用の形成バイト３３による旋削加工の途中に、旋削加工ヘッド２３の回転割出しによって仕上げ加工用の形成バイト３５を適宜の加工位置に位置決めして、前述と同様の操作をすることにより、仕上げ加工用の形成バイト３５によって中間成形部Ｗａを最終的に形成するようにしても構わない。

被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａに形成した後に、図４（ｂ）に示すように、旋削加工ヘッド２３の回転割出しによってドリル３７を適宜の加工位置に位置決めすると共に、旋削加工ヘッド用のＸ軸制御モータ及びＺ軸制御モータの駆動により旋削加工ヘッド２３をＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動させて、ドリル３７の先端部を被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａの中央部分に左右に対向させる。そして、第１チャック９によって被加工材Ｗを把持した状態で、第１ワーク主軸用のＣ軸制御モータの駆動により被加工材Ｗをその軸心周りに第１ワーク主軸７と一体的に回転させながら、旋削加工ヘッド用のＺ軸制御モータの駆動により旋削加工ヘッド２３をＺ軸方向（左方向）へ移動させる。これにより、ドリル３７によって被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａの中央部分に穴明け加工を施して、加工穴（図示省略）を形成することができる。

なお、ドリル３７による穴加工の終了後に、旋削加工ヘッド２３の回転割出しによってリーマ３９を適宜の加工位置に位置決めして、前述と同様の操作をすることにより、被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａの加工穴にリーマ加工（穴仕上げ加工）を施すようにしても構わない。

最終形成工程
中間形成工程の終了後に、第１チャック９によって被加工材Ｗを把持した状態で、工具主軸用の回転モータの駆動によりエンドミル６３をその軸心周りに工具主軸６５と一体的に回転さながら、第１ワーク主軸用のＣ軸制御モータの駆動により第１ワーク主軸７をＣ軸回転方向へ回転させる（回転制御する）。また、第１ワーク主軸７をＣ軸回転方向へ回転させる他に、フライス加工ヘッド用のＸ軸制御モータ、Ｙ軸制御モータ、及びＺ軸制御モータの駆動よりフライス加工ヘッド４５をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動させると共に、フライス加工ヘッド用のＡ軸制御モータの駆動によりフライス加工ヘッド４５をＡ軸回転方向へ回転させる。これにより、図５に示すように、エンドミル６３によって被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａに５軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、及びＣ軸）制御のフライス加工を施して、被加工材Ｗにおける中間成形部Ｗａから最終成形部Ｗｂを形成することができる。

分離工程
最終形成工程の終了後に、第２ワーク主軸ヘッド用のＺ軸制御モータの駆動により第２ワーク主軸ヘッド１７をＺ軸方向（左方向）へ移動させて、第２チャック２１によって被加工材Ｗにおける最終成形部Ｗｂを把持する。また、旋削加工ヘッド２３の回転割出しによって突っ切りバイト４１を適宜の加工位置に位置決めする。そして、第１チャック９及び第２チャック２１によって被加工材Ｗを把持した状態で、第１ワーク主軸用のＣ軸制御モータ及び第２ワーク主軸用のＣ軸制御モータの同期駆動により被加工材Ｗをその軸心周りに第１ワーク主軸７及び第２ワーク主軸１９と一体的に回転させながら、旋削加工ヘッド２３をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させる。これにより、図６（ａ）に示すように、突っ切りバイト４１によって被加工材Ｗに突っ切り加工を施して、被加工材Ｗから最終成形部Ｗｂを分離することができる。

背面仕上げ工程
分離工程の終了後に、旋削加工ヘッド２３の回転割出しによって背面仕上げバイト４３を適宜の加工位置に位置決めする。そして、第２チャック２１によって最終成形部Ｗｂを把持した状態で、第２ワーク主軸用のＣ軸制御モータの駆動により被加工材Ｗをその軸心周りに第２ワーク主軸１９と一体的に回転させながら、旋削加工ヘッド用のＸ軸制御モータ及びＺ軸制御モータの駆動により旋削加工ヘッド２３をＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動させる。これにより、図６（ｂ）に示すように、背面仕上げバイト４３によって最終成形部Ｗｂの背面に仕上げ加工を施して、コンプレッサインペラＭを最終的に仕上げることができる。

繰り返し工程
背面仕上げ工程の終了後に、ワークフィーダ１１によって被加工材Ｗを第１チャック９から右方向へ突出するように送り出す度毎に、中間形成工程から背面仕上げ工程までの処理を繰り返して実行する。これにより、複数のコンプレッサインペラＭを連続的に製造することができ、換言すれば、棒状の被加工材Ｗから複数のコンプレッサインペラＭを取り出すことができる。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

中間成形部Ｗａを形成する前から最終成形部Ｗｂを分離するまでの間、第１チャック９によって被加工材Ｗを把持した状態を保っているため、一連の機械加工によってコンプレッサインペラＭを製造する途中に、被加工材Ｗの芯ずれが生じることがない。

エンドミル６３の先端がフライス加工ヘッド４５のＡ軸回転方向の回転軸心Ａｃ上に位置するようになっているため、エンドミル６３によって中間成形部Ｗａにフライス加工を施す際に、フライス加工ヘッド４５のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の移動量を少なくすることができる。

従って、本発明の実施形態によれば、一連の機械加工によってコンプレッサインペラＭを製造する途中に、被加工材Ｗの芯ずれが生じることがないため、コンプレッサインペラＭを高いレベルで高精度に仕上げることできる。特に、エンドミル６３によって中間成形部Ｗａにフライス加工を施す際に、フライス加工ヘッド４５のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の移動量を少なくできるため、コンプレッサインペラＭをより高いレベルで高精度に仕上げることできる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、本発明の実施形態に限定されないものである。

Ｗ 被加工材
Ｗａ 中間成形部
Ｗｂ 最終成形部
Ｍ コンプレッサインペラ（インペラ）
Ｐ 中間領域
１ インペラ製造装置
３ ベッド
５ 第１ワーク主軸ヘッド
７ 第１ワーク主軸
９ 第１チャック
１１ ワークフィーダ
１７ 第２ワーク主軸ヘッド
１９ 第２ワーク主軸
２１ 第２チャック
２３ 旋削加工ヘッド
２７ Ｘ軸移動台
３１ Ｚ軸移動台
３３ 粗加工用の形成バイト
３５ 仕上げ加工用の形成バイト
３７ ドリル
３９ リーマ
４１ 突っ切りバイト
４３ 仕上げバイト
４５ フライス加工ヘッド
５１ Ｘ軸移動コラム
５５ Ｚ軸移動プレート
５９ Ｙ軸移動フレーム
６１ Ａ軸回転プレート
６３ エンドミル
６５ 工具主軸

Claims (5)

1. 丸棒状の被加工材に対して一連の機械加工を施すことにより、被加工材の一部から中間成形部を形成し、被加工材における前記中間成形部から最終成形部を形成し、被加工材から前記最終成形部を分離して、インペラを製造するインペラ製造装置において、
   第１ワーク主軸ヘッドと、
   前記第１ワーク主軸ヘッドに設けられ、Ｚ軸方向に平行な軸心周りのＣ軸回転方向へ回転可能に構成され、先端側に被加工材を把持可能な第１チャックを有した第１ワーク主軸と、
   前記第１ワーク主軸ヘッドにＺ軸方向に離隔した位置に設けられ、前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＺ軸方向へ移動可能に構成された第２ワーク主軸ヘッドと、
   前記第２ワーク主軸ヘッドに前記第１ワーク主軸に対向して設けられ、Ｃ軸回転方向へ回転可能に構成され、先端側に被加工材における前記最終成形部を把持可能な第２チャックを有した第２ワーク主軸と、
   前記第１ワーク主軸ヘッドと前記第２ワーク主軸ヘッドとの中間領域の一側方に設けられ、前記第１ワーク主軸ヘッド及び前記第２ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能に構成され、被加工材の一部から前記中間成形部を形成するための形成バイト、及び被加工材から前記最終成形部を分離するための突っ切りバイトを備えた旋削加工ヘッドと、
   前記中間領域の他側方に設けられ、前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動可能かつＸ軸方向に平行な軸心周りのＡ軸回転方向へ回転可能に構成され、先端側に被加工材における前記中間成形部から前記最終成形部に形成するためのエンドミルを保持する回転可能な工具主軸を有したフライス加工ヘッドと、を具備したことを特徴とするインペラ製造装置。
2. 前記エンドミルの先端が前記フライス加工ヘッドのＡ軸回転方向の回転軸心上に位置するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のインペラ製造装置。
3. 前記第１ワーク主軸ヘッドに隣接した位置に設けられ、被加工材を前記第１ワーク主軸ヘッド内を経由して前記第１チャックから突出するように送り出すワークフィーダと、を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインペラ製造装置。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のインペラ製造装置を用いて前記インペラを製造するためのインペラの製造方法において、
   前記第１チャックによって被加工材を把持した状態で、被加工材をその軸心周りに前記第１ワーク主軸と一体的に回転させながら、前記旋削加工ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動させることにより、前記形成バイトによって被加工材の一部に旋削加工を施して、被加工材の一部から前記中間成形部を形成する中間形成工程と、
   前記中間形成工程の終了後に、前記第１チャックによって被加工材を把持した状態で、前記エンドミルをその軸心周りに前記工具主軸と一体的に回転さながら、前記第１ワーク主軸をＣ軸回転方向へ回転させると共に、前記フライス加工ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動させかつＡ軸回転方向へ回転させることにより、前記エンドミルによって被加工材における前記中間成形部にフライス加工を施して、被加工材における前記中間成形部から前記最終成形部を形成する最終形成工程と、
   前記最終形成工程の終了後に、前記第２ワーク主軸ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＺ軸方向へ移動させて、前記第２チャックによって被加工材における前記最終成形部を把持し、続いて、前記第１チャック及び前記第２チャックによって被加工材を把持した状態で、被加工材をその軸心周りに前記第１ワーク主軸及び前記第２ワーク主軸と一体的に回転させながら、前記旋削加工ヘッドを前記第１ワーク主軸ヘッド及び前記第２ワーク主軸ヘッドに対して相対的にＸ軸方向へ移動させることにより、前記突っ切りバイトによって被加工材に突っ切り加工を施して、被加工材から前記最終成形部を分離する分離工程と、を具備したことを特徴とするインペラの製造方法。
5. 前記分離工程の終了後に、前記ワークフィーダによって被加工材を前記第１ワーク主軸ヘッド内を経由して前記第１チャックから突出するように送り出す度毎に、前記中間形成工程から前記分離工程までの処理を繰り返して実行する繰り返し工程と、を具備したことを特徴とする請求項４に記載のインペラの製造方法。

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