JP2837074B2

JP2837074B2 - 環状溝切削装置

Info

Publication number: JP2837074B2
Application number: JP22866993A
Authority: JP
Inventors: 護岡本; 正昭吉村; 誠一辻村; 正秀原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JPH0780717A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電用熱交換器
等の補修時、管板溶接開先加工に適用する環状溝切削装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電用蒸気発生装置（ＳＧ）の熱
交換器等の補修時において、部分図を示す図５に示され
るように、管板０２に多数あけられた穴０１と図示しな
い伝熱管とを接続するため、管板０２表面に開口する穴
０１の周囲に環状溝０３を削成し、伝熱管の穴０１への
接続溶接時に溶接熱が管板０２に直接伝わらない様にす
る管板溶接開先加工が行われている。この環状溝０３の
削成は、図６に示す様に、削成される環状溝０３の径に
合わせて円環状に配置された複数の切削刃０４を具えた
トレパニング工具０５の軸心を、環状溝０３を削成する
加工対象穴の軸心に合わせて回動させて行っている。ト
レパニング工具０５の切削刃０４は、構造上、上述した
ように回転軸の軸心から離れた位置で、同心円上に配置
されており、環状溝０３の切削に要するトルクが大きく
なり、このため装置全体が大形化して、取り扱いに困難
をきたす問題がある。さらに、切削刃０４そのもの全体
が、常時切削部に接触して切削している為、切削に要す
る動力が増大するほか、切削刃０４にビビリ等が発生
し、工具が破損しやくなる、等の不具合があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述、従来
装置の不具合を解決するため、切削に要するトルクを小
さくして、装置全体を小型化できるとともに、切削が切
削工具の進行方向前面で行なわれ、切削が行われない部
分は、加工面から離隔されてビビリ等の発生を防止し、
工具の寿命を長くできる環状溝切削装置を提供すること
を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の環状溝切削装置
は次の手段とした。（１）エンドミル等の回転切削工具を、加工対象穴を中
心に公転させると同時に、加工対象穴軸方向に送って行
くことにより環状溝を削成するため、（ａ）下端に、同
軸状に回転切削工具を連設し、切削工具の回転中心を、
削成する環状溝幅の中心に設定できる主軸を設けた。

【０００５】（ｂ）切削工具の回転中心を削成する環状
溝幅の中心に沿って、加工対象穴の軸心まわりに公転さ
せるため、主軸を加工対象穴の軸心まわりに公転させる
公転機構を設けた。

【０００６】（ｃ）切削工具の回転中心を加工対象穴の
軸心方向に移動させ、環状溝の切込みを行うため、公転
機構を加工対象穴の軸心方向に移動させる切込み機構を
設けた。

【０００７】（ｄ）切削工具の回転中心を、管板上に固
定された基準点を中心に公転、上下動させるため、管板
にあけられている加工対象穴以外の穴に挿入され、位置
を固定できるクランプを下端に具え、側部で切込み機構
を、加工対象穴の軸心方向に上下動自在にして、保持で
きる固定機構を設けた。（２）切削工具の切削を行わない軸心下端部、即ち、切
削回転速度が零又はほとんど零の部分（以下死点とい
う）を、加工面から離隔させるため、切削工具を同軸状
に下端に連設した主軸を、削成する環状溝幅の中心線方
向（中心線の接線方向）に傾けて設けた。

【０００８】

【作用】本発明の環状溝切削装置は、（１）エンドミル等の回転切削工具を、加工対象穴を中
心に公転させると同時に、加工対象穴軸方向に送って行
き、環状溝を削成するようにしたことにより、切削工具
をエンドミル加工として使用することで、切削に必要な
トルクが減少し、装置全体の小形化が出来、取扱いが容
易になる。（２）切削工具の切削を行わない軸心下端部、即ち死点
を、切削時加工面から離隔させることにより、加工面と
の接触面積が小さくなり摩擦力が低減し、切削に要する
動力が減少するとともに、切削工具にビビリが発生せず
切削工具の破損の恐れがなくなり、工具寿命を延長する
ことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の環状溝切削装置の実施例を、
図面にもとずき説明する。図１は本発明の環状溝切削装
置の一実施例を示す組立断面図、図２はクランプの詳細
を示す図、図３は主軸の詳細を示す図、図４は切削工具
の切削原理を示す図である。

【００１０】図において、１はコレット式クランプで、
図５に示す管板０２にあけられた穴０２の周囲に、環状
溝０３を削成するにあたり、加工対象穴３２以外の穴３
１に挿入され、油圧シリンダ３を作動させて、くさび４
を引き上げることにより、穴３１に当接する爪２を拡大
させ、穴３１に固定される。クランプ１は、その上端部
が連結されクランプ１とともに、固定機構を構成する固
定脚５下端に複数個連結されており、各クランプ１を複
数の穴３１にそれぞれ固定することにより、固定機構を
管板０２上の所定位置に固定する。固定脚５の上端に
は、支持台６が固定されており、支持台６上に上下送り
モータ７が設置されている。上下送りモータ７から鉛直
に下ろされた回転軸の下端は、外周にねじが刻設された
送りねじ８の上端と連結され、送りねじ８は支持台６に
あけられた開口を通って下方まで垂下されている。ま
た、送りねじ８の下部は、雌ねじが中央に刻設された送
り駒３４に螺合している。この送り駒３４は、固定脚５
の側部に設けた摺動部材上を摺動し、上下動自在にされ
たヘッドディスク９の上端に固着されている。これら
の、上下送りモータ７、送りねじ８、送り駒３４および
ヘッドディスク９により、切込み機構が構成される。

【００１１】また、ヘッドディスク９の内部には、固定
脚５のクランプ２を加工対象穴３２の隣接する複数の穴
３１に挿入し、固定したとき、加工対象穴３２の軸心と
同一軸心を具える円筒状の空所が画成されており、この
空所には空所と同軸状に配置され、すなわち、加工対象
穴と同軸心を有し、外周にウオームホイール１３を具
え、ヘッドディスク９内で回動できるが、上下動はヘッ
ドディスク９で規制される回転胴１０が設置されてい
る。また、ヘッドディスク９の側部には、水平の回転軸
を具えた回転モータ１１が設置されており、この回転モ
ータ１１の出力軸端部に設けられたウオーム１２が、回
転胴１０外周のウオームホイール１３と螺合させられて
いる。従って、回転胴１０は、ヘッドディスク９の上下
動に従動するととも、回転モータ１１の駆動力によりヘ
ッドディスク９内で、加工対象穴３２の軸心を回転中心
にして、後述する主軸２０を回動させる公転機構を構成
する。なお、回転胴１０の下端には、加工対象穴３２に
嵌入し、回転胴１０の下端を回動自在に支持する支持部
材３６が設けられている。

【００１２】また、回転胴１０の上方には、ロータカプ
ラ１５を具えたエアモータ１４が、支持台６に支持され
て設置されている。エアモータ１４の出力軸は、下端部
でスプライン伝達部１６に連結されている。スプライン
伝達部１６の内部には、加工対象穴３２と同軸状に配置
され、スプライン伝達部１６の内周面に該設されたスプ
ライン溝と摺動するスプラインを外周に設けたスプライ
ン軸１７が、回転胴１０との間に設けられた軸受に支持
されて垂設されている。また、スプライン軸１７の下端
部には、ハスバ歯車１８が固着されている。

【００１３】回転胴１０には、回転胴１０の軸心、即ち
加工対象穴３２の軸心から外れて、削成する環状溝３５
の溝幅の中心に立てた鉛直線に対し傾斜する軸心を持つ
主軸２０が、軸受２１を介して設けられている。即ち、
主軸２０は図３に示すように主軸２０の下端に同軸状に
連結された切削工具としてのエンドミル２２の進行方向
Ａにα°、その軸心を傾けて回転胴１０内に軸受２１を
介して設置されている。この角度α°は、図４に示すよ
うに、エンドミル２２の単位時間当りの送り量Ｌ、即
ち、公転機構による回転胴１０の各速度により決るエン
ドミル２２の環状溝内の水平移動距離と、切込み深さ
ｘ、即ち切込み機構によるヘッドディスク９の下方への
移動量とで決る、β＝tan ^-1ｘ／Ｌより大きくしてあ
る。また、主軸２０の上端には、エアモータ１４からの
回転力を伝達するために、スプライン軸１７のハスバ歯
車１８に歯合されたハスバ歯車１９が固着されている。
エンドミル２２は、主軸２０の下端に主軸２０と同軸に
連結されているので、主軸２０と同様に加工対象穴の軸
心と進行方向にα°傾けて設けられており、従って、下
端中心部分、すなわち、回転速度が零若しくは回転速度
の非常に小さい部分（死点）は、削成される環状溝３５
の加工面から浮上った状態になっており、加工面と接触
しない。

【００１４】本実施例の環状溝切削装置は上述の構成と
なっており、固定機構のクランプ１を加工対象穴３２に
隣接する穴３１に挿入するととも、回転胴の下端に回動
自在に取付けられた支持部材３６を加工対象穴３２に挿
入した後、油圧シリンダ３によりくさび４を引き上げ、
爪２を穴３１に押し付け固定脚５の管板上へ固定する。
続いて、ロータリカプラ１８によりエアが供給され、回
転するエアモータ１４の回転力が、スプライン伝達部１
６、スプライン軸１７、ハスバ歯車１８およびハスバ歯
車１９を介して、主軸２０に伝達され、主軸２０の下端
に取付けられているエンドミル２２は、加工対象穴３２
の軸心に対して進行方向にα°傾けられている、軸心ま
わりに回動し、管板表面に環状溝３５を削成する。エン
ドミル２２の作動に合せて、回転モータ１１により回転
胴１０を加工対象穴３２の軸心まわりに回動させるとと
もに、上下送りモータ７により回動する送りねじ８によ
って、ヘッドディスク９を下方へ移動させることによ
り、エンドミル２２は加工対象穴３２まわりに公転しつ
つ、所望の深さの環状溝３５を削成していく。

【００１５】

【発明の効果】上述の通り、本発明の環状溝切削装置は
特許請求の範囲に示す構成により、エンドミル等の回転
切削工具を、加工対象穴を中心に公転させると同時に加
工対象穴軸方向に送って行き、環状溝を削成するように
したので、切削に必要なトルクが減少し、装置全体の小
形化が出来、装置の取扱いが容易になる。

【００１６】また、切削工具の切削を行わない軸心下端
部、即ち死点を、加工面から離隔させて環状溝の削成を
行う様にしたので、切削に要する動力が減少するととも
に、切削工具にビビリが発生せず切削工具の破損の恐れ
がなくなり、工具寿命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の環状溝切削装置の一実施例を組立断面
図、

【図２】クランプ部を破断面で示す図１の矢視Ａ−Ａ側
面図、

【図３】主軸の回転胴への取付部を破断面で示す図１の
矢視Ｂ−Ｂ側面図、

【図４】切削工具の切削状況を示す図、

【図５】管板の部分図

【図６】従来の切削加工工具を示す概略図である。

【符号の説明】

１クランプ２爪３油圧シリンダ４くさび５固定脚６支持台７上下送りモータ８送りねじ９ヘッドディスク１０回転胴１１回転モータ１２ウオーム１３ウオームホイール１４エアモータ１５ロータリカプラ１６スプライン伝達部１７スプライン軸１８，１９ハスバ歯車２０主軸２１軸受２２エンドミル２３送り駒３１加工対象穴以外の穴３２加工対象穴３５環状溝３６支持部材

フロントページの続き (72)発明者原正秀神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23C 3/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】管板に多数あけられた穴のうちの特定の
穴の周囲に環状溝を削成する環状溝切削装置において、
前記環状溝を切削する進行方向に傾斜させ軸心下端部を
切削される加工面と非接触状態にして回動する切削工具
を下端に同軸状に連設した主軸と、前記主軸を前記環状
溝が形成される加工対象穴の軸心まわり公転させる公転
機構と、前記加工対象穴の軸方向に前記公転機構を移動
させる切込み機構と、前記加工対象穴以外の前記穴に挿
入・固定されるクランプを下端に設け前記切込み機構を
側部で上下動自在に保持して前記管板上の特定位置に保
持できる固定機構とからなることを特徴とする環状溝切
削装置。