JP3737236B2 - アンダカットされた溝を製作するための装置と方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンダカットされた溝を、特にタービンロータなどに羽根を固定するためのモミの木形状の横断面を有する直線的なかつ傾斜した溝を、製作するための装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タービンロータは多くの場合、半径方向外向きに突出したディスク状の複数の部分（羽根支持部分）を備えた円筒状の基体を有している。円筒状のタービンロータのその他の円筒状部分に対して同軸的に配置されたこの部分はその周方向に沿って、成形横断面を有していて軸方向に延びる又は軸線方向に対して斜めに延びる多数の溝を備えている。これらの溝はそれ相応に形成された羽根基部の固定のために役立てられると共に、局部的な負荷を回避しかつそれぞれのタービン羽根の正確な保持を確実たらしめるために、精密な形状で、換言すれば例えば０．０１ｍｍのわずかな誤差で製作されなければならない。
【０００３】
溝の製作は多くの場合、例えばケールマン（Ｋｏｅｌｌｍａｎｎ）社の「メトーデン・ウント・マシーネン・ツア・フレースベアルバイトゥング・フォン・ゲネラトーア−・ウント・タービネンロートレン（Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｕｎｄ Ｍａｓｃｈｉｅｎｅｎ ｚｕｒ Ｆｒａｅｓｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ ｖｏｎ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ− ｕｎｄ Ｔｕｒｂｉｅｎｅｎｒｏｔｏｒｅｎ）」のゾンダードゥルック（Ｓｏｎｄｅｒｄｒｕｃｋ）第９巻、（Ｋｏｅｌｌｍａｎｎ Ｍａｓｃｈｉｅｎｅｎｂａｕ有限会社， ５６０２ Ｌａｎｇｅｎｂｅｒｇ／Ｒｈｅｉｎｌａｎｄ在）に記載されているミーリング加工法で行われる。この場合、個々の溝のミーリング加工のための素材の位置決めに役立つ締付・割出装置に適当な素材が支承される。その場合、溝の加工には複数の加工工程が必要である。第１の加工工程では、ディスクミーリングカッタにより粗削りミーリング加工で溝が開かれる。その際、アンダカットのない、後の所望の溝形状に粗く類似した輪郭で溝が形成される。このことのためにディスクミーリングカッタが役立てられ、このディスクミーリングカッタが１送り運動で、開くべき溝の縦方向にワークを通して案内される。直線的な又は斜めの溝の仕上げ加工である第２の加工工程において、ＨＳＳ−エンドミル又はＨＳＳ−形削りミーリングカッタ（ＨＳＳ：Ｈｏｃｈｌｅｉｓｔｕｎｇｓｓｃｈｎｅｌｌｓｔａｈｌ）が極めて精密に溝を通して縦方向に案内され、これにより、０．０１ｍｍよりも少ない形状誤差で所望のモミの木形状の横断面を有する溝を形成する。このミーリング加工工程では粗く粗削りされた（予め開かれた）溝のフランクに、典型的にモミの木形状の横断面を有する縦方向に延びるアンダカットが形成される。
【０００４】
ＨＳＳ−形削りミーリングカッタの送りは縦方向に行われ、その際、特に形成すべきアンダカット領域内では比較的多量の材料切削が必要である。その場合、可能な送り速度は当然制限され、その際、毎分４０ないし８０ｍｍの送り速度が得られる。その反面、個々の溝のための加工時間は所定時間を下回ることができない。従って、タービンロータの周囲に形成される溝の数が多いためタービンロータの全加工時間が莫大となり、これがコストに影響する。
【０００５】
別の問題がＨＳＳ−エンドミルに関連して生じる。このエンドミルでの切削は形削り時に溝の達成可能な精度を規定する。このことの意味するところは、ＨＳＳ−エンドミルは摩耗により著しい形状偏倚を生ぜしめられる前にそのつど後研磨されなければならないということである。それゆえ、ミーリング加工時にはいつでも、十分に鋭利なかつ少なくとも近似的に形状を維持する工具が存在することを保証するために、工具在庫を比較的多く保有することが必要であり、他面において作業し終わった又は摩耗したＨＳＳ−エンドミルが指定研磨工場に保有されていなければならない。その上、すくい面において行う後研削時には、周方向に対する逃げ面の向きが鋭角的であるためミーリングカッタの形状偏倚が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最初に述べた問題点から出発する本発明の課題は、アンダカットされた溝を製作するための切削工具と、加工時間を短縮させる切削方法とを提供することにある。さらに本発明の課題とするところは、それぞれの切削工具の長い耐用寿命を可能ならしめる切削工具と切削法とを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
特に最初の課題は、請求項１に記載された本発明切削工具によれば、互いに角を成している複数の面を同時に加工又は形成するための切削工具において、長手方向中央軸線を中心として回転する工具ボディが設けられており、この工具ボディに対して定置に配置された少なくとも３つのアクティブな切刃が設けられており、該切刃が長手方向中央軸線を中心とする工具ボディの回転時に、被加工面に相応する輪郭を有する回転形状を規定しており、かつ少なくとも２つの前記アクティブな切刃が長手方向中央軸線に対して２つの互いに異なる角を成しており、長手方向中央軸線と比較的小さい角を成していて１つの共通の面を規定するアクティブな切刃の数が、回転軸線と比較的大きな角を成していて同様に１つの共通の面を規定しているアクティブな切刃の数よりも多いことにより、かつ請求項２に記載された本発明切削工具によれば、互いに角を成している複数の面を同時に加工又は形成するための切削工具において、長手方向中央軸線を中心として回転する工具ボディが設けられており、この工具ボディに対して定置に配置された少なくとも３つのアクティブな切刃が設けられており、該切刃が長手方向中央軸線を中心とする工具ボディの回転時に、被加工面に相応する輪郭を有する回転形状を規定しており、かつ少なくとも２つの前記アクティブな切刃が長手方向中央軸線に対して２つの互いに異なる角を成しており、送り方向と比較的小さい角を成すアクティブな切刃の数が送り方向と比較的大きな角を成すアクティブな切刃の数よりも少ないことにより解決される。
【０００８】
最初に述べた課題は、請求項２１記載された本発明製作方法によれば、アンダカットされた溝、特にタービン羽根を固定するためにタービンロータに設けた溝を製作するための方法において、イ）ディスクミーリングカッタを用いてアンダカットのない粗く前成形された溝をワークに切込むことにより溝を開き、ロ）所望の溝に対してコンスタントな削り代を有するアンダカットを形成するために、リバーシブルスローアウエーチップ（Ｗｅｎｄｅｓｃｈｎｅｉｄｐｌａｔｔｅｎ）を備えた形削りエンドミルを、予め開いた前記溝を通して長手方向に案内することにより溝を予備仕上加工し、ハ）ＨＳＳ−形削りエンドミルを、前記予備仕上加工された溝を通して長手方向に案内することにより溝を仕上加工することにより溝を仕上加工することにより解決される。
【０００９】
請求項１によれば、複数の切刃の向きに応じて複数の切刃が種々異なる切刃数を規定するような切削工具が設けられている。例えば、この切削工具はその周囲に、長手方向中央軸線と合致した回転軸線に対して平行に位置決めされた複数の切刃を備えている。モミの木形状の横断面を有する溝の加工のための形削りエンドミルでは、比較的短い切刃がミーリングカッタの歯先に設けられる。これらの切刃は工具ボディの回転軸線（長手方向中央軸線）に対して半径方向に向けられた送り方向に対して直角に向けられている。歯先に続いて設けられた切刃は回転軸線並びに送り方向と鋭角を成している。長手方向中央軸線又は回転軸線に対して平行に向けて歯先に配置された切刃は、斜めに配置された切刃により規定された切刃数に比して多い切刃数を規定している。回転軸線に関連してこのことの意味するところは、回転軸線に対する小さな角（角ゼロであることもできる鋭角）を有する切刃の切刃数は、回転軸線と比較的大きな角を成すそれぞれの切刃の切刃数に比して多いということである。請求項２によれば送り方向に関連して、送り方向に対して直角又は比較的大きな鋭角で位置する各切刃は、送り方向と比較的小さな鋭角を成す各切刃に比して比較的多い切刃数を規定している。
【００１０】
【発明の効果】
この手段によれば、すべての切刃における切屑厚がほぼ同じ大きさとなる。送り方向に対して直角又はそれからわずかに偏倚した角で配置された切刃の数がその他の切刃数に対比して多いことにより、送り速度を増大せしめることが可能である。このことにより最終的には個々の溝の加工時間の短縮が得られ、その結果、タービンロータの溝数が多いこととあいまって従来の加工法に比して全体的に見れば著しい時間の節約が得られる。例えば、斜めに配置された切刃が回転軸線に対してほぼ４５°の角度で配置され、かつ歯先領域内で切刃数ｚ＝２と、その他の領域内で切刃数ｚ＝１を有していると、１つの刃（切刃数ｚ＝１）を備えた切削工具に対比して２倍の送りで加工が行われることになり、このことは５０％の時間の節約をもたらす。
【００１１】
さらに、請求項２には送り方向が回転軸線に対して平行に位置する切削工具が規定されている。
【００１２】
本発明の特別有利な構成によれば、工具ボディが刃組を備えている。この刃組は有利には工具ボディに解離可能に結合されたリバーシブルスローアウエーチップから成る。リバーシブルスローアウエーチップは高い切削能力を可能にし、ひしては、ＨＳＳ−形削りミーリングカッタに比して極めて高い送り速度を可能にする。摩耗時にリバーシブルスローアウエーチップを交換又は逆転することができ、その結果、当該切削工具の形状保持性を保証することができる。特に、各リバーシブルスローアウエーチップを“分散させる（ｅｎｔｆｌｅｃｈｔｅｎ）”のが有利である。この意味は、それぞれのリバーシブルスローアウエーチップにおいて１つの主切刃と、これと隣り合って歯先に配置された切刃とだけを作用させるということである。周方向で互いに前後して配置された複数のリバーシブルスローアウエーチップの切刃のオーバラップがフランク領域内での１つの完全な刃と、歯先領域内での２つの刃とを生ぜしめる。このような配置により切削時に生じた切屑は、主として有利には直線的に形成された主切刃と、これに続いて隣り合って形成された短い切刃とにより切り取られるため、著しく平面的であり、ひいてはフレキシブルである。このことは切屑案内のために歓迎される。
【００１３】
上記構造を有する切削工具では、チップ取付部が工具ボディに有利にはスパイラル又はつる巻き線に沿って配置される。これにより、リバーシブルスローアウエーチップは切削過程時に同時にではなく相前後してワークに係合することができ、このことにより、静かな作業、換言すればソフトな切削過程が可能となる。
【００１４】
個々のリバーシブルスローアウエーチップの切屑室は互いに分離されている。このことにより、切り取られた切屑は互いに衝突しかつ引っ掛かることなしに別々に案内される。
【００１５】
切屑室と切屑室との間には工具ボディに補強リブを形成することができ、これらの補強リブは切屑室を互いに分離すると共に工具ボディを補強するのに役立つ。これにより、加工精度が増大する。
【００１６】
アンダカットされた溝を製作する本発明方法では、公知技術から公知の加工工程、要するに溝の開放と溝の仕上削りとに対して付加的に、粗削り（溝の開放）と仕上削りとの間で実施される付加的な加工工程が実施される。この付加的な加工工程は溝の予備仕上削りであり、その際、所望の溝に関してコンスタントな不足寸法で、もしくはコンスタントな削り代を残して溝が形成される。次いで、仕上加工工程で一様な材料厚が切り取られ、このことが工具の摩耗を低下せしめ、かつ仕上加工工具の切刃の全長にわたり一様な摩耗が切刃にもたらされる。このことにより、仕上加工工具の耐用寿命が改善される。
【００１７】
さらに、仕上加工工程では材料切削量がわずかであるため、送り速度が増大し、その結果、加工時間が著しく減少する。
【００１８】
予備仕上削り工程は有利にはリバーシブルスローアウエーチップを装着した形削りエンドミルにより行われる。この工程は、リバーシブルスローアウエーチップにより高い切削能力が得られるために、高い送り速度を可能ならしめる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、図示の実施例につき本発明を説明する。
【００２０】
図１には形削りエンドミル１として形成された切削工具が示されており、この切削工具はアンダカットされた溝２（図８）の予備仕上削りのために使用される。溝２は特に蒸気タービンのためのタービンロータ３のタービン羽根のための固定溝として形成されている。この場合、溝２はタービンロータ３のその他のロータ部分を越えて半径方向に突出した円筒状部分４に設けられており、これらの溝２はそれぞれその両端部で開放されている。
【００２１】
形削りエンドミル１は図１によれば工具ボディ５を備えており、この工具ボディ５は円筒状の基本形状から出発してその一方の端部、図１では上方の端部に、工具収容部又はスピンドル収容部内での保持のためのコーン７を備えている。このコーン７は有利には中空軸円錐又は急勾配円錐として形成されている。このコーン７に続いて、周方向溝を備えたほぼ円筒状のつまみ部８が設けられており、このつまみ部８から、成形されたリバーシブルスローアウエーチップ支持部９が延びている。このリバーシブルスローアウエーチップ支持部９は、工具ボディ５のその他の部分７，８と同様に、形削りエンドミル１の使用時にその回転軸線と合致する長手方向中央軸線１１に対して同軸的に配置されている。
【００２２】
リバーシブルスローアウエーチップ支持部９は縦断面図でみてほぼ、形成すべき溝の横断面に若干の削り代を残して合致した外輪郭を有している。例えば図２に示す形成されるべき溝はモミの木形状の横断面を有しており、この溝２はその溝フランク４のところに溝内部へ突入していて溝長手方向に延びるリブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ（以下１２で全体を示す）と、これらのリブの間に位置する長手方向に延びる凹設部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ（以下１３で全体を示す）とを有している。このような溝の場合には、リバーシブルスローアウエーチップ支持部９は、円錐台状の基本形から出発して、互いに軸方向に間隔をおいて周方向で延びる全部で４つの半径方向突出部又は周方向で延びる環状隆起部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ（以下１４で全体を示す）を備えている。各環状隆起部１４は、それぞれ１つの凹設部１３の切削加工に役立つ区分をそれぞれ形成していてる。そのことのために、リバーシブルスローアウエーチップ支持部９は、それぞれ適合するピッチを有するスパイラルに沿って配置された２つのリバーシブルスローアウエーチップ列１６，１７を備えている。
【００２３】
リバーシブルスローアウエーチップ列１６には、全部で４つのチップ取付部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（以下１８で全体を示す）が所属している。その場合、リバーシブルスローアウエーチップ列１６内には各環状隆起部１４のところに、環状隆起部１４を中断する１つのチップ取付部１８が正確に配置されている。各チップ取付部１８は、半径方向と軸方向とに向けられた支持面を備えており、この支持面には、互いに角を成していて支持面に垂直な２つの当接面１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ（以下１９で全体を示す）及び２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ（以下２０で全体を示す）が続いて設けられている。さらに、図１からわかるように、それぞれのチップ取付部１８には、形削りエンドミル１の回転方向でみて前方に位置していて環状隆起部１４を中断する切欠２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ（以下２２で全体を示す）が対応して配置されており、これらの切欠２２が切屑室として役立てられる。切欠２２は互いにリブ又はウエブ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ（以下２３で全体を示す）により分離されており、これらのウエブ２３は切屑室からそれぞれ隣接する切屑室への切屑の移行を阻止すると共に、付加的にリバーシブルスローアウエーチップ支持部９における形削りエンドミル１の補強を生ぜしめている。
【００２４】
リバーシブルスローアウエーチップ列１７は長手方向中央軸線１１に関してリバーシブルスローアウエーチップ列１６に対して線対称的に形成されており、このリバーシブルスローアウエーチップ列１６の記述はリバーシブルスローアウエーチップ列１７も当てはまる。リバーシブルスローアウエーチップ列１７のそれぞれ１つのチップ取付部２５が対を成してチップ取付部１８に対応して配置されている。チップ取付部１８とチップ取付部２５（これらの正確な設計についてはこの後適当箇所で説明する）とには、互いに合致したリバーシブルスローアウエーチップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ（以下２７で全体を示す）と、リバーシブルスローアウエーチップ２７′ａ，２７′ｂ，２７′ｃ，２７′ｄ（以下２７′で全体を示す）とが保持されており、これらのリバーシブルスローアウエーチップが図３から図４までに示されている。図４（ａ）に示したように、リバーシブルスローアウエーチップ２７は平行四辺形の縁に配置された全部で４つの主切刃２８−１，２８−２，２９−１，２９−２を備えている。さらに、このリバーシブルスローアウエーチップ２７は、固定用開口３１の中央軸線を規定する直線３２に関して線対称的に形成されている。以下に主切刃２８−１，２８−２及び２９−１，２９−２はそれぞれ符号２８，２９をもって示す。
【００２５】
主切刃２８，２９の間に閉じられたコーナ領域内では、主切刃２８，２９が丸みを介して短い直線状のコーナ切刃３４（３４−１，３４−２）へ移行している。図４（ａ）の平面図から看取されるすくい面は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）から分かるように逃げ面３６，３７，３８へ続いており、この逃げ面３６，３７，３８はすくい面に対して鋭角を成しており、かつ形削りエンドミル１に形成された逃げ角がすべてポジティブであるように向けられている。
【００２６】
互いに周方向でオーバラップしているそれぞれ２つのチップ取付部１８，２５の構成と、特にその相互の半径方向及び軸方向の向きが図２に示されている（このことはチップ取付部対１８ａ，２５ａ；１８ｂ，２５ｂ；１８ｃ，２５ｃ；８ｄ，２５ｄについても当てはまる）。チップ取付部１８，２５は互いに対を成して直径方向で対向して位置しており、これに対して当接面１９，２０は、リバーシブルスローアウエーチップ２７，２７′が軸方向で１０分の１ミリメートルの範囲内の値だけ互いにずれるように軸方向で位置決めされている。図５にはリバーシブルスローアウエーチップ２７，２７′が周方向でオーバラップして投影された状態で示されている。前述の軸方向のずれは、両方のリバーシブルスローアウエーチップ２７，２７′がそれぞれ１つの主切刃２８′，２９とそれらのコーナ切刃３４′，３４だけが作用するように設定されている。それゆえ、リバーシブルスローアウエーチップ２７，２７′のオーバラップは、両方のリバーシブルスローアウエーチップ２７，２７′が凹設部１３の溝フランク領域のための共通の１つの切刃と、歯先領域４１内の二重切刃とを規定するように設定される。それゆえ、切刃数ｚは長手方向中央軸線１１（図１）に対して斜めに配置された主切刃２８′，２９の領域内ではｚ＝１であり、長手方向中央軸線１１に対して平行に配置されたコーナ切刃３４′，３４の領域内ではｚ＝２である。それゆえ、歯先領域４１内の切刃数は、長手方向中央軸線１１に対して角４５°を成すフランク領域内の切刃数の２倍である。このことは、形削りエンドミル１においてその送り方向が図５（ａ）で図平面に垂直である場合には、送り方向に対して横方向に配置された切刃３４′，３４により規定される切刃数が、送り方向に対して鋭角を成して配置された主切刃２８′，２９の切刃数に比して多く、要するに２倍である。
【００２７】
このことにより、図５（ｂ）で理想化されて略示された切屑形状が得られる。この切屑４２は図５（ｂ）に関して矢印で示された送り方向４３でみて種々異なる大きさを有している。切削量Ｓはフランク領域内に比して歯先領域４１内で明らかに小さい。フランク領域内では切削量Ｓが１回転当たりの送り量に対応しており、他方、歯先領域内での切削量Ｓは、切刃数が２倍であるため１回転当たり送り量の半分に対応している。（１回転当たりの）送り量は図５（ｂ）に符号ｆで示されている。
【００２８】
しかし、歯先領域４１内での切屑厚Ｄは切削量Ｓと合致している。フランク領域内では切屑厚Ｄは切削量Ｓの傾斜投影を成している。それゆえ、フランク領域内では比較的大きな切削量Ｓに比して切屑厚Ｄがわずかである。結果として、歯先領域４１内の切屑厚Ｄとフランク領域内の切屑厚Ｄとが互いに近似的に合致している。これにより、主として切屑厚Ｄにより規定される刃の摩耗、要するに切刃３４′，２８′の摩耗は相互に釣合いが取れる。歯先領域内での大きな摩耗は生じない。同様なことがリバーシブルスローアウエーチップ２７にも当てはまる。
【００２９】
図５（ｂ）に示された切屑４２はほぼ平面的であり、従ってフレキシブルである。これにより、良好な切屑形成が得られる。このことは、送り方向４３に対して鋭角を成して配置された切刃のための切刃数が、送り方向４３に対して比較的大きな角度（直角）を成して作用する切刃の切刃数に比して少ないという切刃ジオメトリの本質により達成される。このことは直線的な切刃についても、かつ曲線的な切刃についても当てはまる。
【００３０】
長手方向中央軸線１１に対して同軸的に工具ボディ５が冷却媒体通路４４により貫通されている。この冷却媒体通路４４はリバーシブルスローアウエーチップ支持部９を通って作業箇所、換言すれば切屑室２２へ、ひいてはリバーシブルスローアウエーチップ２７，２７′へ通じている。
【００３１】
以上説明した形削りエンドミル１は次のように作動する。
【００３２】
図８に示されたようなタービンロータ３に溝２を形成するために、該当素材がまず割出装置に受容される。図６に略示されたディスクミーリングカッタ４６により、図６に部分的に横断面して示されたタービンロータの円筒状部分４内にアンダカットのない溝が開かれる。そのことのために、リバーシブルスローアウエーチップ４７を装着したディスクミーリングカッタ４６が回転軸線４８を中心として回転し、その際、矢印４９の方向で所望の深さまで下げられた後、１送り運動で所望の溝の縦方向に円筒状部分４を突っ切って案内される。その際、ディスクミーリングカッタ４６は図６に示すような、形成すべき溝横断面の内向きに最も突出したリブ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）により規定されるプロフィールを有する段溝２′を形成する。
【００３３】
段溝２′の開放の後に、図２に示されているような予備仕上削りの実施のための形削りエンドミル１が、その長手方向中央軸線１１でワークの半径方向と合致するように、かつ予め開かれた段溝２′に対して対称的にその端部の前に位置するようにタービンロータ３の２つの円筒状部分４の間に位置決めされる。形成すべき溝の縦方向に向けられた送り運動により、それ自体回転している形削りエンドミル１が段溝２′を通して案内される（図２）。その際、図７示したように、形削りエンドミル１は粗く予め開かれた段溝２′内へ側方の凹設部１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）もしくは１３′（１３′ａ，１３′ｂ，１３′ｃ，１３′ｄ）を切削する。このことは図５（ａ）に示したように、フランク領域内並びに歯先領域４１内において仕上削りされる溝２の所望の輪郭５１に対してほぼコンスタントな削り代Ａを残して行われる。歯先領域４１内での切刃数がフランク領域内での切刃数に比して多いために、各リバーシブルスローアウエーチップ２７のアクティブな切刃２８，２９，３４における切屑厚Ｄがほぼ補償され、又はコンスタントとなり、ひいては特に歯先領域４１内では歯に大きな負荷が生じない。これにより、歯先に過負荷を与えることなしに送り速度が最大にされることができる。送り速度の値は１８０ｍｍ／ｍｉｎまで達成可能であり、この値はＨＳＳ−ミーリングカッタにより得られる最大送り速度の数倍である。それ自体摩耗軽減のためにコーティングされたＨＳＳ−ミーリングカッタは多くとも８０ｍｍ／ｍｉｎの送り速度しか有していない。
【００３４】
最後の加工工程において仕上削りが実施される。その場合、コンスタントな削り代ＡがＨＳＳ−ミーリングカッタにより所望の輪郭５１まで削除される。このミーリングカッタは比較的わずかな切削能力しか発揮しなくてすみ、その際、摩耗は削り代Ａがコンスタントであるためその切刃の長さにわたりコンスタントに保たれることができる。ＨＳＳ−ミーリングカッタにより要求されるわずかな材料切削は仕上削りにおける高い送り速度を可能成らしめ、これにより、予備仕上削りと仕上削りとの２段の加工により、要するに始めにリバーシブルスローアウエーチップを装着した形削りエンドミル１により、次いで仕上加工工程でＨＳＳ−ミーリングカッタにより極めて短い加工時間が達成される。この加工時間は、予め開放された溝２を単にＨＳＳ−ミーリングカッタだけによってのみ加工する場合に比して著しく短い。
【００３５】
必要により、形削りエンドミル１による溝２の予備仕上削りの際の歯先領域４１内の削り代Ａはその他の箇所の削り代Ａに比して小さく設定されることができる。このことにより、ＨＳＳ−形削りエンドミルの歯先が仕上削り時に痛まず、又は仕上削りのために比較的高い送り速度を可能ならしめる。
【００３６】
図４（ａ）に示すリバーシブルスローアウエーチップ２７の対称性にもとづき、摩耗した主切刃及びコーナ切刃２８−１，２９−１，３４−１は、依然として形状保持性を有する（未使用の）切刃２８−２，２９−２，３４−２と交換されることができる。その場合には、それぞれのリバーシブルスローアウエーチップ２７がそのチップ取付部から取外され、その中心軸線３２を中心として角１８０°回転され、かつ再び該当チップ取付部１８，２５に固定される。さらにリバーシブルスローアウエーチップ２７は互いに交換可能である。このことにより、予備仕上削り時にそのつど規定された一様なプロフィールが生ぜしめられる。これに対して、ＨＳＳ−形削りエンドミルのしばしば行われる後研磨の際にこのカッタのジオメトリ変化にもとづきプロフィール形状が変化する。さらに、リバーシブルスローアウエーチップの交換は、さもなければ必要な後研磨過程に比して簡単であり、かつ時間の節約が可能である。
【００３７】
必要に応じて、例えばわずかな幅を有する溝を底部近くまで加工することができるように、リバーシブルスローアウエーチップ２７ｄをその形状に関してその他のリバーシブルスローアウエーチップと異なって形成することができる。
【００３８】
ロータ溝の製作時に、ディスクミーリングカッタによるアンダカットされない一般的な溝の開放と、ＨＳＳ−形削りエンドミルによる形削りとの間に、予備仕上削り工程が実施される。この予備仕上削り工程においてリバーシブルスローアウエーチップを備えた形削りエンドミルによりプロフィール形状が予備加工される。そのことのために使用される形削りエンドミルは、その例えば半径方向で外側に位置する歯先のところに、その斜めに位置するフランクのところよりも多い切刃数を有していることにより特徴づけられている。さらに、周方向でのリバーシブルスローアウエーチップの切刃のオーバラップにより規定された切刃が中断されており、その結果、ほぼ平面的な、こわさの少ない切屑が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロフィール溝の予備仕上加工のためのエンドミルの斜視図である。
【図２】ワークと係合したリバーシブルスローアウエーチップを備えた図１の形削りエンドミルを異なる尺度で示す略示側面図である。
【図３】図１及び図２にの形削りエンドミルのリバーシブルスローアウエーチップを異なる尺度で示す断面図である。
【図４】図３に示すリバーシブルスローアウエーチップの平面図（ａ）と、図４（ａ）に示すリバーシブルスローアウエーチップを横から逃げ面への視線方向でみた側面図（ｂ）と、図４（ａ）に示すリバーシブルスローアウエーチップを斜めから逃げ面への視線方向でみた側面図（ｃ）である。
【図５】（ａ）は周方向で互いに投影された２つの互いに協働するリバーシブルスローアウエーチップ相互のジオメトリ的な対応関係と所望の溝プロフィールに関連したジオメトリ的な対応関係とを歯先領域内で拡大尺度で示す略示図であり、（ｂ）は図１及び図２にもとづくジオメトリ的な相互関係により形成された切屑を断面して示す図である。
【図６】形成されるべき溝のアンダカットをいまだ備えない粗い輪郭でディスクミーリングカッタにより開かれた溝を備えたワークの略示断面図である。
【図７】溝の開放の後に行われた予備仕上加工後の図４（ｃ）のワークの略示断面図である。
【図８】フランジ状にタービンロータに設けられた、アンダカットを備えた溝を有する円筒状部分の縮小した略示図である。
【符号の説明】
１ 形削りエンドミル、 ２ 溝、 ２′ 段溝（アンダカツトのない溝）、３ タービンロータ、 ４ 円筒状部分、 ５ 工具ボディ、 ７ コーン、 ８ つまみ部、 ９ チップ支持部、 １１ 長手方向中央軸線、 １２ リブ、 １３ 凹設部、 １４ 環状隆起部、 １６，１７ リバーシブルスローアウエーチップ列、 １８ チップ取付部、 １９，２０ 当接面、 ２２ 切屑室（切欠）、 ２３ リブ（ウエブ）、 ２５ チップ取付部、 ２７，２７′リバーシブルスローアウエーチップ、 ２８，２９ 主切刃、 ３１ 固定用開口、 ３２ 直線（中央軸線）、 ３４，３４′ コーナ切刃、 ３６，３７，３８ 逃げ面、 ４１ 歯先領域、 ４３ 送り方向、 ４４ 冷却媒体通路、 ４６ ディスクミーリングカッタ、 ４７ リバーシブルスローアウエーチップ、 ４８ 回転軸線

Claims (24)

1. 互いに角を成している複数の面を同時に加工又は形成するための切削工具（１）において、
   長手方向中央軸線（１１）を中心として回転する工具ボディ（５）が設けられており、
   この工具ボディ（５）に対して定置に配置された少なくとも３つのアクティブな切刃（２８′，３４，３４′）が設けられており、該切刃が長手方向中央軸線（１１）を中心とする工具ボディ（５）の回転時に、被加工面に相応する輪郭を有する回転形状を規定しており、かつ少なくとも２つの前記アクティブな切刃（２８′，３４）が長手方向中央軸線（１１）に対して２つの互いに異なる角を成しており、
   長手方向中央軸線(１１)と比較的小さい角を成していて１つの共通の面を規定するアクティブな切刃（３４，３４′）の数が、回転軸線と比較的大きな角を成していて同様に１つの共通の面を規定しているアクティブな切刃（２８′）の数よりも多いことを特徴とする、アンダカットされた溝を製作するための装置。
2. 互いに角を成している複数の面を同時に加工又は形成するための切削工具（１）において、
   長手方向中央軸線（１１）を中心として回転する工具ボディ（５）が設けられており、
   この工具ボディ（５）に対して定置に配置された少なくとも３つのアクティブな切刃（２８′，３４，３４′）が設けられており、該切刃が長手方向中央軸線（１１）を中心とする工具ボディ（５）の回転時に、被加工面に相応する輪郭を有する回転形状を規定しており、かつ少なくとも２つの前記アクティブな切刃（２８′，３４）が長手方向中央軸線（１１）に対して２つの互いに異なる角を成しており、
   送り方向（４３）と比較的小さい角を成すアクティブな切刃（２８′）の数が送り方向（４３）と比較的大きな角を成すアクティブな切刃（３４，３４′）の数よりも少ないことを特徴とする、アンダカットされた溝を製作するための装置。
3. アクティブな切刃（２８′，３４，３４′）がその周方向での投影でみて直線形状から逸れた切刃を規定している、請求項１又は２記載の切削工具。
4. 切刃形状が、互いに１８０°とは異なる角を成す少なくとも２つの直線区分を有している、請求項３記載の切削工具。
5. 切刃形状が、対状に互いに１８０°とは異なる角を成す少なくとも３つの直線区分を有している、請求項３記載の切削工具。
6. 切刃形状が長手方向中央軸線（１１）に対して平行に配置された部分（３４）と、長手方向中央軸線（１１）に対して鋭角に配置された部分（２８′；２９）とを有している請求項３記載の切削工具。
7. 長手方向中央軸線（１１）に対して平行に配置された切刃区分（３４，３４′）の切刃数が、長手方向中央軸線（１１）に対して鋭角に配置された切刃区分（２８′，２９）の切刃数よりも多い、請求項６記載の切削工具。
8. 長手方向中央軸線（１１）に対して平行に配置された切刃区分（３４，３４′）の切刃数が、長手方向中央軸線（１１）に対して鋭角をなして配置された切刃区分（２８′；２９）の切刃数の２倍である、請求項７記載の切削工具。
9. 長手方向中央軸線（１１）に対して平行に配置された協働する切刃区分（３４，３４′）の切刃数が２であり、かつ、長手方向中央軸線（１１）に対して鋭角をなして配置された切刃区分（２８′，２９）の切刃数が１である、請求項８記載の切削工具。
10. 工具ボディ（５）が刃組（２７，２７′）を備えており、この刃組に切刃（２８′，３４′，２９，３４）が形成されている、請求項１又は２記載の切削工具。
11. 刃組（２７）がリバーシブルスローアウエーチップから成る、請求項１０記載の切削工具。
12. 工具ボディ（５）にリバーシブルスローアウエーチップ（２７）のチップ取付部（１８，２５）が形成されており、このチップ取付部にリバーシブルスローアウエーチップ（２７）が解離可能な手段により保持されている、請求項１１記載の切削工具。
13. 各リバーシブルスローアウエーチップ（２７）においてそれぞれ１つの主切刃（２８′又は２９）と、これに続く１つのコーナ切刃（３４′又は３４）とだけが作用するように、リバーシブルスローアウエーチップ（２７）が形成されている請求項１１記載の切削工具。
14. リバーシブルスローアウエーチップ（２７）の切刃（２８′，３４′；３４，２９）により規定された刃が分割されている、請求項１１記載の切削工具。
15. アクティブな切刃（２８′，３４′；３４，２９）により合隣る切刃区分を規定せしめる複数のリバーシブルスローアウエーチップ（２７）が、互いに同じに形成されている、請求項１４記載の切削工具。
16. リバーシブルスローアウエーチップ（２７）もしくはそのチップ取付部（１８，２５）が螺旋又はつる巻き線に沿って配置されている、請求項１１記載の切削工具。
17. 各リバーシブルスローアウエーチップ（２７）に固有の切屑室（２２）が対応して配置されている、請求項１１記載の切削工具。
18. 切屑室（２２）が互いに仕切られている、請求項１７記載の切削工具。
19. 隣り合うリバーシブルスローアウエーチップ（２７）の切屑室（２２）の間では工具ボディ（５）に補強リブ（２３）が形成されている、請求項１７記載の切削工具。
20. 工具ボディ（５）が冷却媒体供給のための通路（４４）を備えている、請求項１又は２記載の切削工具。
21. アンダカットされた溝、特にタービン羽根を固定するためにタービンロータに設けた溝を製作するための方法において、
    イ） ディスクミーリングカッタを用いてアンダカットのない粗く前成形された溝をワークに切込むことにより溝を開き、
    ロ） 所望の溝に対してコンスタントな削り代を有するアンダカットを形成するために、請求項１または２に記載した特徴を有する、リバーシブルスローアウエーチップを備えた形削りエンドミルを、予め開いた前記溝を通して長手方向に案内することにより溝を予備仕上加工し、
    ハ） ＨＳＳ−形削りエンドミルを、前記予備仕上加工された溝を通して長手方向に案内することにより溝を仕上加工することを特徴とする、アンダカットされた溝を製作するための方法。
22. 予め開かれた溝を、予備仕上加工時に、仕上加工時に生ぜしめるべき目標寸法に関してほぼコンスタントな削り代（Ａ）を残して切削する、請求項２１記載の方法。
23. 溝の予備仕上加工のために役立つ形削りエンドミルとして、請求項１から２０までのいずれか１項に記載した特徴を備えた形削りエンドミルを使用する、請求項２１記載の方法。
24. 予備仕上加工時に、仕上加工時に生ぜしめるべき溝輪郭に関連して、形削りエンドミルの歯先領域内ではその他の領域内に比してわずかな削り代（Ａ）を維持する、請求項２１記載の方法。

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