JP2015211989A - 翼材ワークの羽根部加工装置および羽根部加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】翼材ワークの羽根部をシェーパ加工によって成形する羽根部加工装置と、翼材ワークの羽根部加工方法を提供する。
【解決手段】本発明は、翼材ワークＷの羽根部Ｆ１〜Ｆ６をシェーパ加工によって成形する羽根部加工装置１０であって、翼材ワークＷの両端部を所定角度で回転可能に支持するワーク支持装置３と、シェーパ加工するための第１バイト８ａおよび第２バイト１８ａを移動自在に対向させて支持するバイト移動装置２０と、を有し、羽根部Ｆ１〜Ｆ６に対して第１バイト８ａおよび第２バイト１８ａを両側から対向させた状態で羽根部Ｆ１〜Ｆ６に沿って第１バイト８ａおよび第２バイト１８ａを相対移動させて羽根部Ｆ１〜Ｆ６を加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、翼材ワークの羽根部加工装置および羽根部加工方法に関する。

一般に、特殊な形状をなした翼材ワーク（回転翼等）の羽根部（ブレード等）は、多軸制御を有するマシニングセンタ等の工作機械によって回転工具を回転させながら加工されるが、使用する工具の固有振動数の影響によりビビリ振動が発生することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載さたれた多軸加工機は、ビビリ振動を抑制するために、ビビリ振動を検出する振動検出部を設けて、ビビリ振動が検出されたときに加工条件を変更する制御を行う。

特開２００５−７４５６８号公報（請求項１、図１〜図３）

しかしながら、特許文献１に記載された多軸加工機では、ビビリ振動を検出して加工条件を変更しなければならないため、制御が複雑になるという問題があった。また、ワークに回転工具を片側から押圧しながら加工するとワークＷがたわむため、特に羽根部が薄肉の場合には精度が低下したり、加工時間が増大したりするという問題があった。

そこで、本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、翼材ワークの加工時におけるビビリ振動を抑制して高精度に加工し、かつ加工時間を短縮して生産性を向上させることができる翼材ワークの羽根部加工装置および羽根部加工方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の翼材ワークの羽根部加工装置の発明は、翼材ワークの羽根部をシェーパ加工によって成形する羽根部加工装置であって、前記翼材ワークの両端部を所定角度で回転可能に支持するワーク支持装置と、前記シェーパ加工するための第１バイトおよび第２バイトを移動自在に対向させて支持するバイト移動装置と、を有し、前記羽根部に対して前記第１バイトおよび前記第２バイトを両側から対向させた状態で当該羽根部に沿って前記第１バイトおよび前記第２バイトを相対移動させて当該羽根部を加工することを特徴とする。
なお、本明細書において、フィンやブレード等の羽根部を有するタービン等のワークを広く、「翼材ワーク」という。

請求項２に記載の前記バイト移動装置は、請求項１に記載の翼材ワークの羽根部加工装置であって、前記第１バイトを移動する第１バイト移動装置と、前記第２バイトを移動する第２バイト移動装置と、を備えていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の翼材ワークの羽根部加工装置であって、前記ワーク支持装置は、前記翼材ワークの一端を支持して所定角度で回転させる主軸台と、前記翼材ワークの他端を回転自在に支持する心押台と、を備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の翼材ワークの羽根部加工装置であって、前記ワーク支持装置は、前記翼材ワークを当該翼材ワークの軸方向に移動させるワーク支持テーブルを備えていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の翼材ワークの羽根部加工装置であって、前記第１バイトおよび前記第２バイトは、前記羽根部の形状を有する成形バイトであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、翼材ワークの羽根部をシェーパ加工によって成形する羽根部加工方法であって、前記羽根部に対して第１バイトおよび第２バイトを両側から対向させて支持した状態で、当該羽根部に沿って前記第１バイトおよび前記第２バイトを相対移動させて当該羽根部を加工することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の翼材ワークの羽根部加工方法であって、前記第１バイトおよび前記第２バイトは、前記羽根部の形状を有する成形バイトであることを特徴とする。

請求項１に係る翼材ワークの羽根部加工装置の発明は、羽根部に対して第１バイトおよび第２バイトを相対移動させて羽根部を加工するいわゆるシェーパ加工を採用したことにより、回転工具を使用しないためビビリ振動を効果的に抑制することができる。また、羽根部に対して第１バイトおよび第２バイトを両側から対向させた状態で切り込みながら相対移動させるため、第１バイトと第２バイトに作用する切削抵抗の３分力のうち、それぞれの背分力が相殺して羽根部に作用する押圧力を軽減することができる。

このため、請求項１に係る発明は、羽根部の片側から工具を押圧して加工する場合よりも羽根部に生じるたわみを軽減して高精度に加工することができるため、特に羽根部が薄肉で剛性が不足する翼材ワークの加工に好適に適用できる。

請求項１に係る発明は、従来のエンドミル加工による点当り加工をバイトによる線当り加工にすることができるため、羽根部が薄肉で剛性が不足する翼材ワークに対して、局部的に生じる過度な内部応力の発生を抑えて、ビビリ振動を抑制することができる。
また、羽根部の両側からバイトでシェーパ加工を施すことで、羽根部の両面を同時に加工するため、羽根部の加工時間を短縮して生産性を向上させることができる。

このようにして、請求項１に係る翼材ワークの羽根部加工装置は、特殊な形状をなした翼材ワークの加工時におけるビビリ振動を抑制して高精度に加工し、かつ加工時間を短縮して生産性を向上させることができる。

請求項２に係る発明によれば、バイト移動装置は、第１バイトを移動する第１バイト移動装置と、第２バイトを移動する第２バイト移動装置と、を備えていることにより、第１バイトと第２バイトをそれぞれ独立して移動することができるため、特殊な形状を有する翼材ワークに対して柔軟に対応して円滑にシェーパ加工を施すことができる。

請求項３に記載の発明によれば、ワーク支持装置は、翼材ワークの一端を支持して所定角度で回転させる主軸台と、翼材ワークの他端を回転自在に支持する心押台と、を備えていることにより、複数の羽根部を有する翼材ワークを所定の回転角度で自在に割り出しを行うことができる。

請求項４に係る発明によれば、ワーク支持装置は、翼材ワークを当該翼材ワークの軸方向に移動させるワーク支持テーブルを備えていることにより、バイトを静止させた状態で翼材ワークを移動させてシェーパ加工することができる。

請求項５に係る発明によれば、第１バイトおよび第２バイトは、羽根部の形状を有する成形バイトであることにより、線当たりで加工することができるため、過度な内部応力の発生を抑えビビリ振動を抑制しながら高精度に加工し、かつ加工時間を短縮して生産性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、特殊な形状をなした翼材ワークを高精度に加工し、かつ加工時間を短縮して生産性を向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、第１バイトと第２バイトは、羽根部の形状を有する成形バイトであることから、過度な内部応力の発生を抑えビビリ振動を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る羽根部加工装置を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る羽根部加工装置を示す右側面図である。 図２に示すワーク支持装置の拡大図である。 （ａ）は（ｂ）に示すＢ矢視のクランププレートの正面図、（ｂ）は、ワークの回転軸に装着したドライビングセンタを示す拡大断面図、（ｃ）はピンによる連結を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る翼材ワークの加工方法を示し、（ａ）は第１バイトおよび第２バイトによる羽根部の先端部の加工、（ｂ）は第１バイトおよび第２バイトによる羽根部の基端部の加工、（ｃ）は第３バイトによる羽根部と羽根部の間の加工を示す拡大図である。 本発明の実施形態に係る翼材ワークの形状を示す正面図である。 図６に示す翼材ワークの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜羽根部加工装置１０の構成＞
本発明の羽根部加工装置１０は、翼材ワークＷの第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６をシェーパ加工によって成形するＮＣ制御の工作機械であり、専用機である。
図１、図２に示すように、羽根部加工装置１０は、ベッド１と、ベッド１に対してＺ軸移動機構を介して摺動自在に載置されたワーク支持テーブル２と、翼材ワークＷの両端部を所定角度で回転可能に支持するワーク支持装置３と、シェーパ加工するための第１バイト８ａと第２バイト１８ａを移動自在に対向させて支持するバイト移動装置２０と、を有している。
羽根部加工装置１０は、バイト移動装置２０によって第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６に対して第１バイト８ａと第２バイト１８ａを両側から対向させた状態で、ワーク支持テーブル２をＺ軸方向に移動させることで、第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６に沿って第１バイト８ａと第２バイト１８ａを切り込みながら翼材ワークＷを移動させて第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６を加工する。

なお、シェーパ加工とは、バイトとワークとが相対的に接近、離間を繰り返してバイトにより切削加工をする加工をいう。したがって、接近、離間の方向が前後方向に限らず左右方向であってもよく、スロッタのような上下方向であっても構わない。

＜翼材ワークＷ＞
図６と図７に示すように、翼材ワーク（以下、ワーク）Ｗは、アルミ材の押出材、または引抜材であり、例えば、中心の回転軸Ｆｇから複数枚の羽根部（羽）が形成された軽量の翼材である。
ワークＷは、中心の回転軸Ｆｇから、例えば、６本の第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６が放射状に例えば、６０度ずつ６等配に形成されている。また、第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６の外周部はＴ字状にフランジ部Ｆａが形成されている。
加工するワークＷの第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６は６枚とも同一のため、第１羽根部Ｆ１の１枚を詳細に説明して、他は省略する。
第１羽根部Ｆ１の先端部は、Ｔ字状にフランジ部Ｆａが形成され、フランジ部Ｆａの外周面が外径φＤの円弧状に形成されている。また、フランジ部Ｆａと第１羽根部Ｆ１との先端付け根部Ｆｂはコーナーアールで形成され、さらに、第１羽根部Ｆ１と回転軸Ｆｇとの基端付け根部Ｆｄもコーナーアールで形成されている。
第１羽根部Ｆ１の左右の両サイドには若干の削り代があり、また、回転軸Ｆｇの外径φｄにも若干の削り代が付いている。
なお、本発明の羽根部加工装置１０で加工する場合の前加工は、例えば、ＮＣ旋盤による外径φＤの旋削加工と、回転軸Ｆｇの両端にドライビングセンタ３ｅ、４ｅを固定するための穴加工等が施される。

＜ベッド１とワーク支持テーブル２＞
図１、図２に示すように、ベッド１は、平面視で上面がＴ字状に形成されている。
また、ベッド１の手前上面には図示しない２本のガイドレールが配置され、その間にＺ軸用サーボモータ１ｄと、図示しないＺ軸用ボールねじとナットとからなる公知のＺ軸移動機構が配置されている。さらに、図示しない２本のガイドレールに嵌入した計４個のスライドの上にはワーク支持テーブル２が摺動自在に載置されている。
これにより、ワーク支持テーブル２は、図２に示すストロークＬの範囲でＺ軸方向にストローク（図３参照）してワークＷに対してシェーパ加工をすることができる。

＜ワーク支持装置３＞
図３は、図２に示すワーク支持装置３の拡大図である。
図３示すように、ワーク支持装置３は、ワーク支持テーブル２の上面に載置され、ワークＷの一端を把持してワークＷを回動し、ワークＷの位置決めをする主軸台３ａと、ワークＷの他端を支持する心押台４ａと、を備えている。
さらに、ワーククランプユニット３ｃがワーク支持テーブル２の上面にボルト３ｋによって固定されている。ワーククランプユニット３ｃは、主軸台３ａから延設されたクイル３ｂと回動自在に嵌合して支持している。
また、ワーククランプユニット３ｃの補助芯押台４ｃは、心押台４ａのクイル４ｂと回動自在に嵌合して支持している。
補助芯押台４ｃは、ワーククランプユニット３ｃに設けられたガイド３ｉに移動自在に配置されており、図示しないワーククランプユニット３ｃ内に格納されたシリンダの駆動により前進・後退し、前進してクランププレート３ｄ、４ｄによりワークＷを挟持する。また、心押台４ａのクイル４ｂは、シリンダ４ｆの作動により前進・後退する。

＜主軸台３ａと心押台４ａ＞
図３に示すように、主軸台３ａは、ワークＷの一端を支持して所定角度で回転させ、位置決めをし、クランプする。
主軸台３ａは、ワークＷの軸方向に対して第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６の形状が平行（ストレート）のため、回転の割り出しを行うＮＣ円テーブルである。ＮＣ円テーブルは、サーボモータと減速装置により高精度の割り出しを行うことができる。
なお、ワークＷの第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６の形状がワークＷの軸方向に対してスパイラルの場合は、後記する。
主軸台３ａから延設されたクイル３ｂは、後記するドライビングセンタ３ｅにピン３ｐによってワークＷに接続される。また、心押台４ａから延設されたクイル４ｂは、後記するドライビングセンタ４ｅにピン４ｐによってワークＷに接続される。

＜クランププレート３ｄ、４ｄ＞
図４は、図３に示すワークの拡大図であり、（ａ）は（ｂ）に示すＢ矢視のクランププレートの正面図、（ｂ）はドライビングセンタの拡大断面図、（ｃ）はピンの平面図である。
図４の（ａ）に示すように、例えば、第１羽根部Ｆ１の垂直位置が、切削加工位置の一つである。クランププレート３ｄの形状は、例えば、第１羽根部Ｆ１の左右にそれぞれバイトを通すための通し空間を設けるため、略１２０度のＶ字状の開口部を設けている。
その開口部の稜線は、例えば、第２羽根部Ｆ２と第６羽根部Ｆ６に一致させて、第２羽根部Ｆ２〜第６羽根部Ｆ６の少なくとも５枚を挟持するようになっている。
心押台４ａのクランププレート４ｄは、クランププレート３ｄと同一の形状である。
図４の（ｂ）に示すように、クイル３ｂ側のドライビングセンタ３ｅは、ワークＷの一端にねじ部３ｍがねじ込まれ、嵌合部３ｊが穴に嵌合して一体に固定されている。また、同様に、クイル４ｂ側のドライビングセンタ４ｅも、ワークＷの他端にねじ部４ｍがねじ込まれ、嵌合部４ｊが穴に嵌合して一体に固定されている。

さらに、クイル３ｂ側のドライビングセンタ３ｅには、ねじピース３ｆが挿着されている。このねじピース３ｆには当て金３ｇが格納されている。当て金３ｇは、ねじピース３ｆに設けられた穴に挿入され、当て金３ｇの先端部が、例えば、ねじピース３ｆの端面からｔ１（約１ｍｍ）だけ突出するように設けられ、付勢するコイルばね３ｈが内蔵され、さらに、ねじピース３ｆの穴は、ナット３ｎによって閉鎖されている。
また、図４の（ｃ）に示すように、クイル３ｂに溝３ｒが対向する２か所に形成されており、この溝３ｒにピン３ｐが嵌合し、回転方向の連結ができている。
これにより、ピン３ｐとクイル３ｂとの連結状態を維持して、ワークＷの６０度回動の位置割り出しを行う場合、この当て金３ｇのｔ１の突出は、クランププレート３ｄとクランププレート４ｄによるワークＷの挟持が解除されると、コイルばね３ｈの付勢力が作用して、ｔ１（約１ｍｍ）だけ隙間を作る。これにより、軸方向の密着状態が解消されるとともに、その後、クイル３ｂ，４ｂとワークＷを容易に回動することができる。
一方、クランププレート３ｄとクランププレート４ｄによるワークＷを挟持すると、コイルばね３ｈの付勢力が負けて陥没し、ｔ１の突出は消滅する。
この結果、ワーククランプユニット３ｃと補助芯押台４ｃを設置して、クイル３ｂ，４ｂを嵌合して支持し、主軸台３側のワークＷの支持剛性と、心押台４側のワークＷの支持剛性を上げたことにより、第１バイト８ａおよび第２バイト１８ａによるシェーパ加工の切削抵抗の３分力の残り２つ、つまり、主分力と送り分力の影響を最小限に抑えることができる。

＜バイト移動装置２０＞
図１に示すように、バイト移動装置２０は、第１バイト８ａを移動する第１バイト移動装置１１と、第２バイト１８ａを移動する第２バイト移動装置２１と、を備えている。
＜第１バイト移動装置１１＞
正面視で門形に形成されたコラム５の右側には、左右（Ｘ１）方向に移動自在の第１サドル６が配置され、第１サドル６には上下（Ｙ１）方向に移動自在の第１クロススライド７が配置され、さらに、第１クロススライド７には第１刃物台８が配置され、この第１刃物台８には、シェーパ加工を施す第１バイト８ａが固定されており、これらが第１バイト移動装置１１に相当する。
＜第２バイト移動装置２１＞
正面視で門形に形成されたコラム５の左側には、左右（Ｘ２）方向に移動自在の第２サドル１６が配置され、第２サドル１６には上下（Ｙ２）方向に移動自在の第２クロススライド１７が配置され、さらに、第２クロススライド１７には第２刃物台１８が配置され、この第２刃物台１８にはシェーパ加工を施す第２バイト１８ａが固定されており、これらが第２バイト移動装置２１に相当する。
これにより、第１バイト８ａと第２バイト１８ａとをワークＷに対して対向させた状態で所定の位置に支持することができる。

なお、図１、図２に示すように、機械本体の軸構成は、ワーク支持テーブル２のＺ軸移動機構を含めて、５軸（Ｚ，Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）からなり、Ｘ１軸移動機構、Ｘ２軸移動機構、Ｙ１軸移動機構、Ｙ２軸移動機構は、Ｚ軸移動機構と同様に構成することができるが特に限定されるものではない。これらの各軸移動機構は、サーボモータとボールねじとナットによる公知の機構で構成されているため、ここでの説明は省略するが、サーボモータの代わりに、リニアモータを採用しても構わない。

＜コラム５と２つのサドル６，１６＞
図１に示すように、コラム５は、ベッド１の平面視でＴ字状に拡張された右側上面１ａと、左側上面１ｂに載置され、正面視で門形に形成されている。
コラム５の上部の右端には、Ｘ１軸用サーボモータ５ａと図示しないボールねじとナットが設けられ、左右（Ｘ１）方向へ移動自在の第１サドル６（図２参照）が配置されている。
また、コラム５の上部の左端には、Ｘ２軸用サーボモータ１５ａと図示しないボールねじとナットが設けられ、左右（Ｘ２）方向へ移動自在の第２サドル１６が配置されている。

＜クロススライド７，１７＞
図２に示すように、第１サドル６の上端部には、Ｙ１軸用サーボモータ６ａと図示しないボールねじとナットが設けられ、上下（Ｙ１）方向へ移動自在の第１クロススライド７が配置されている。
また、図１に示すように、第２サドル１６の上端部には、Ｙ２軸用サーボモータ１６ａと図示しないボールねじとナットが設けられ、上下（Ｙ２）方向へ移動自在の第２クロススライド１７が配置されている。

＜２つの刃物台８，１８と第１，第２，第３バイト８ａ，１８ａ、１８ｂ＞
第１クロススライド７の下方左側には、第１刃物台８が配置され、第１刃物台８には第１バイト８ａとワーク測定センサ９が固定されている。
また、第２クロススライド１７の下方右側には、第２刃物台１８が配置され、第２バイト１８ａと、この第２バイト１８ａに対して所定の間隔を設けて第３バイト１８ｂとが固定されている。そして、第２クロススライド１７を移動することで、第２バイト１８ａまたは第３バイト１８ｂを選択することができる。
第１バイト８ａは、第１サドル６の左右（Ｘ１）方向と、第１クロススライド７の上下（Ｙ１）方向へ移動自在である。第１バイト８ａの刃部形状は、ワークＷ形状に合わせた成形バイトである。
第２バイト１８ａは、第２サドル１６の左右（Ｘ２）方向と、第２クロススライド１７の上下（Ｙ２）方向へ移動自在である。第２バイト１８ａの刃部形状は、ワークＷ形状に合わせた成形バイトであり、第１バイト８ａの刃部形状とは、対称になっている。
つまり、第１バイト８ａと第２バイト１８ａとは、左右対称に配設され、均等に動作して羽根部Ｆ１を両側からシェーパ加工をする。
さらに、第２刃物台１８の隣に固定された第３バイト１８ｂは、図５（ｃ）に示すように、第１羽根部Ｆ１と第２羽根部Ｆ２との間を加工するバイトである。第３バイト１８ｂによって、第１羽根部Ｆ１の基端付け根部Ｆｅと第２羽根部Ｆ２の基端付け根部Ｆｅのコーナーアールに切り込みながら、外径φｄの軸部Ｆｇの外周部をシェーパ加工する。

図１に示すように、ワーク測定センサ９は、ワーク計測装置であり、ワーク測定センサ９の先端部にある接触子（プローブ）を複数か所に接触させることにより、ワークＷの位置決めした後の姿勢チェックや、ワークＷの羽根部の厚みの測定や、φＤ、φｄの外径測定等を行い、加工寸法の公差から外れた場合は、補正入力後に再起動することができる。

＜ドライビングセンタ３ｅ、４ｅの組み付け＞
加工に入る前、ワークＷにドライビングセンタ３ｅ、４ｅの組み付けを行う。この組み付けは、外段取りで行う。外段取りとは、機械稼働率を上げるため、機械の稼働中に、機械の外で行う段取りをいう。
図４の（ｂ）に示すように、翼材ワークＷの回転軸Ｆｇの一方には、ドライビングセンタ３ｅをねじ込んで装着し、回転軸Ｆｇの他方には、ドライビングセンタ４ｅをねじ込んで装着する。
加工が終了すると、機械のドアを開け、心押台４ａのシリンダ４ｆを駆動してクイル４ｂを後退させ、ワークＷをアンクランプしてワークＷを取り出す。
新しいワークＷをクイル３ｂ、４ｂの間に装着し、ピン３ｐ，４ｐによって係合させて連結し、心押台４ａのシリンダ４ｆを駆動してクイル４ｂを前進させ、さらに、補助心押台４ｃを前進させて、第１羽根部Ｆ１の位置を垂直に位置決めし、クランププレート３ｄとクランププレート４ｄの間にワークＷを挟持する。

＜ワークＷの羽根部加工方法Ａ＞
本発明の実施形態に係る羽根部加工装置１０を使用したワークＷの羽根部加工方法Ａは、加工手順を図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す３つに区分けして行う方法である。
つまり、ワークＷの羽根部加工方法Ａの加工手順は、図５（ａ）に示すように、最初、第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６の先端部のみ６枚加工する第１〜第６工程。
続いて、図５（ｂ）に示すように、第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６の基端部のみ６枚加工する第７〜第１２工程。
最後に、図５（ｃ）に示すように、基端部の２か所の基端付け根部Ｆｅ，Ｆｅのコーナーアールを１本の総形バイト１８ｂで６か所仕上げる第１３〜第１８工程を終え、ワークＷを一個完成させる加工方法である。
ワークＷの羽根部加工方法Ａは、第１バイト８ａと第２バイト１８ａによる両側から対向させて支持した状態で加工するシェーパ加工（図５の（ａ）と（ｂ）参照）と、１本の第３バイト１８ｂによるシェーパ加工（図５の（ｃ）参照）とにより、面粗度の小さい仕上がり面で、しかも、大幅な加工時間の短縮を図る方法である。

＜羽根部加工方法Ａの手順＞
＜第１〜第６工程＞
第１工程は、図５の（ａ）に示すように、第１羽根部Ｆ１の位置を垂直に位置決めし、第１バイト８ａおよび第２バイト１８ａを第１羽根部Ｆ１の先端部まで接近させ、コーナーアールと厚みを所定の切り込み量で前後（Ｚ軸）方向へ複数回シェーパ加工を繰り返し、第１羽根部Ｆ１の先端部を仕上げる工程である。
第２工程から第６工程は、それぞれ第２羽根部Ｆ２から第６羽根部Ｆ６を対象として第１工程と同様の加工を行うため、重複する説明は省略する。

＜第７〜第１２工程＞
第７工程は、図５の（ｂ）に示すように、第１羽根部Ｆ１の位置を垂直に位置決めし、第１バイト８ａおよび第２バイト１８ａを所定の基端部まで接近し、厚みを所定の切り込み量で前後（Ｚ軸）方向へ複数回シェーパ加工を繰り返し、第１羽根部Ｆ１の基端部を加工する工程である。
第８工程から第１２工程は、それぞれ第２羽根部Ｆ２から第６羽根部Ｆ６を対象として第１工程と同様の加工を行うため、重複する説明は省略する。

＜第１３〜第１８工程＞
第１３工程は、図５の（ｃ）に示すように、第１羽根部Ｆ１と第２羽根部Ｆ２が左右対称に３０度ずつ傾斜して対向する位置に位置決めし、第３バイト１８ｂにより、第１羽根部Ｆ１と第２羽根部Ｆ２との間に接近し、底部となる外径φｄの凸部Ｆｅとコーナーアールを下方へ切り込みながら、前後（Ｚ軸）方向へ複数回シェーパ加工を繰り返す工程である。
第１４工程から第１８工程は、それぞれ第２羽根部Ｆ２から第６羽根部Ｆ６を対象として第１工程と同様の加工を行うため、重複する説明は省略する。
羽根部加工方法Ａは、第１工程から第１８工程による手順で全加工を行い、ワークＷが一個完成し、羽根部加工方法Ａを終了する。

＜翼材ワークＷの羽根部加工方法Ｂの手順＞
羽根部加工方法Ｂは、第１羽根部Ｆ１の先端部を加工し（図５の（ａ）参照）、続いて第１羽根部Ｆ１の基端部を加工し（図５の（ｂ）参照）、第１バイト８ａと第２バイト１８ａに代えて選択した第３バイト１８ｂによって羽根部Ｆ１の基端付け根部の加工を加工する。そして、第１羽根部Ｆ１と同様に第２羽根部Ｆ２〜第６羽根部Ｆ６までを加工する方法である。羽根部加工方法Ｂは、羽根部加工方法Ａに対して加工対象の順序が異なるのみであり、加工内容は同様であるので、重複する説明は省略する。

なお、技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。
ワークＷの第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６の形状がストレートの場合で説明したが、ワークＷの羽根部の形状がスパイラルの場合であってもよい。この場合は、ワーク支持装置３の主軸台３ａをダイレクトドライブ（ＤＤ）モータに変え、Ｚ軸の回転軸を制御するＣ軸を付加することにより、Ｚ軸によるワークＷの移動と、Ｃ軸制御による回転軸を同期させ、第１バイト８ａと第２バイト１８ａとを連動させることにより、ワークＷの第１羽根部Ｆ１〜第６羽根部Ｆ６のスパイラル形状の加工が可能である。

また、第１バイト８ａと第２バイト１８ａは、水平（Ｚ軸）方向への移動はせず、ゼット軸移動機構によってワークＷを水平（Ｚ軸）方向へ移動可能に構成したが、第１バイト８ａと第２バイト１８ａを水平（Ｚ軸）方向への移動可能に構成してもよい。
さらに、例えば、スロッタ加工のように、ワークＷを垂直方向へ移動可能に配置してもよい。
例えば、図２に示すコラム５をベッド５に見立て、ベッド１をコラム１に見立てるように、図２を９０度だけ時計方向へ回転させた構成であっても構わない。
これにより、ベッド５には、図示しないバイト移動装置２０である第１バイト８ａを移動する第１バイト移動装置１１と、第２バイト１８ａを移動する第２バイト移動装置２１とが配置される。ワーク支持装置３は、翼材ワークＷの一端を支持して所定角度で回転させる主軸台３ａと、翼材ワークＷの他端を回転自在に支持する心押台４ａとが垂直方向に配置され、主軸台３ａと心押台４ａとの間で、ワークＷを挟持する構成であっても構わない。また、バイト移動装置２０のバイトが上下移動してもよいし、これ以外の構成であっても構わない。

１ ベッド
１ａ 右側上面
１ｂ 左側上面
１ｄ Ｚ軸用サーボモータ
２ ワーク支持テーブル（テーブル）
３ ワーク支持装置
３ａ 主軸台（ＮＣ円テーブル）
３ｂ クイル
３ｃ ワーククランプユニット
３ｄ クランププレート
３ｅ ドライビングセンタ
３ｆ ねじピース
３ｇ 当て金
３ｈ コイルばね
３ｉ ガイド
３ｊ 嵌合部
３ｋ ボルト
３ｍ ねじ部
３ｎ ナット
３ｐ ピン
３ｒ 溝
４ａ 心押台
４ｂ クイル
４ｃ 補助芯押台
４ｄ クランププレート
４ｅ ドライビングセンタ
４ｆ シリンダ
４ｐ ピン
５ コラム
５ａ Ｘ１軸用サーボモータ
６ 第１サドル
６ａ Ｙ１軸用サーボモータ
７ 第１クロススライド
８ 第１刃物台
８ａ 第１バイト
９ ワーク測定センサ
１０ 羽根部加工装置
１１ 第１バイト移動装置
１５ａ Ｘ２軸用サーボモータ
１６ 第２サドル
１６ａ Ｙ２軸用サーボモータ
１７ 第２クロススライド
１８ 第２刃物台
１８ａ 第２バイト
１８ｂ 第３バイト
２０ バイト移動装置
２１ 第２バイト移動装置
Ｆ１〜Ｆ６ 第１羽根部〜第６羽根部（羽根部）
Ｆａ フランジ部
Ｆｂ 先端付け根部
Ｆｃ 右側面
Ｆｄ 左側面
Ｆｅ 基端付け根部
Ｆｆ 凸部
Ｆｇ 回転軸
Ｗ 翼材ワーク（ワーク）

Claims (7)

1. 翼材ワークの羽根部をシェーパ加工によって成形する羽根部加工装置であって、
   前記翼材ワークの両端部を所定角度で回転可能に支持するワーク支持装置と、
   前記シェーパ加工するための第１バイトおよび第２バイトを移動自在に対向させて支持するバイト移動装置と、を有し、
   前記羽根部に対して前記第１バイトおよび前記第２バイトを両側から対向させた状態で当該羽根部に沿って前記第１バイトおよび前記第２バイトを相対移動させて当該羽根部を加工することを特徴とする翼材ワークの羽根部加工装置。
2. 前記バイト移動装置は、
   前記第１バイトを移動する第１バイト移動装置と、
   前記第２バイトを移動する第２バイト移動装置と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の翼材ワークの羽根部加工装置。
3. 前記ワーク支持装置は、
   前記翼材ワークの一端を支持して所定角度で回転させる主軸台と、
   前記翼材ワークの他端を回転自在に支持する心押台と、
   を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の翼材ワークの羽根部加工装置。
4. 前記ワーク支持装置は、前記翼材ワークを当該翼材ワークの軸方向に移動させるワーク支持テーブルを備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の翼材ワークの羽根部加工装置。
5. 前記第１バイトおよび前記第２バイトは、前記羽根部の形状を有する成形バイトであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の翼材ワークの羽根部加工装置。
6. 翼材ワークの羽根部をシェーパ加工によって成形する羽根部加工方法であって
   前記羽根部に対して第１バイトおよび第２バイトを両側から対向させて支持した状態で、当該羽根部に沿って前記第１バイトおよび前記第２バイトを相対移動させて当該羽根部を加工することを特徴とする翼材ワークの羽根部加工方法。
7. 前記第１バイトおよび前記第２バイトは、前記羽根部の形状を有する成形バイトであることを特徴とする請求項６に記載の翼材ワークの羽根部加工方法。

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