JP4881190B2 - ダブ溝加工方法 - Google Patents

ダブ溝加工方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4881190B2
JP4881190B2 JP2007057476A JP2007057476A JP4881190B2 JP 4881190 B2 JP4881190 B2 JP 4881190B2 JP 2007057476 A JP2007057476 A JP 2007057476A JP 2007057476 A JP2007057476 A JP 2007057476A JP 4881190 B2 JP4881190 B2 JP 4881190B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
dove
curved surface
cutting tool
rotary cutting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007057476A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008213127A (ja
Inventor
保夫 永瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007057476A priority Critical patent/JP4881190B2/ja
Publication of JP2008213127A publication Critical patent/JP2008213127A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4881190B2 publication Critical patent/JP4881190B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Milling Processes (AREA)

Description

本発明は、溝の切削加工に関わり、特にタービン翼車のロータに設けられる羽根取付部のようにロータの軸心方向に溝幅が徐々に変化する側面と曲面に形成される底面とを曲面で繋がれた形状のダブ溝を加工するダブ溝加工方法に関する。
高効率の事業用コンバインドプラントなどに用いられている大型で高出力のガスタービンにおいて、翼車を回転軸に取付けるための構造としては、図5に示すように回転軸1に取付けられたロータ2の外周部に等間隔を存して形成された複数のダブ溝3にタービン翼車の羽根を1枚ずつ嵌合するようにしたものがある。
図6は上記ダブ溝の一つを拡大して示す断面図である。このダブ溝3は図6に示すように溝中心と軸心とを結ぶ線Sに左右対称で、かつ三角形のように溝深さ方向(図示下方向)において、一定の溝幅から徐々に広がる側面3aと半径Rの真円の曲面(以下R曲面と呼ぶ)の底面3bとが、半径Rよりも径の小さな半径R´の真円の曲面(以下R´曲面と呼ぶ)3cで繋がる形状となっている。
ところで、ロータ2の外周部に図6に示すような形状のダブ溝3を加工する方法としては、ロータ2の外周部に外周切れ刃を有するエンドミルのような回転切削工具の軸心を回転軸1と直交する方向に向け、且つ回転切削工具をその軸心回りに回転駆動しながらロータ2の端面側より軸方向に移動させて切削加工するのが一般的である。
かかるダブ溝は単一の工具を用いて1回の溝加工で加工することは困難であり、例えば図7(a),(b),(c)に示すように複数の加工工程を経てダブ溝を切削加工している。
図7において、まず(a)にハッチングにて示すようにエンドミルのような回転切削工具を使用して溝深さ方向に一定の溝幅の溝を切削し、次いで(b)にハッチングにて示すように一定の溝幅部分を除くダブ溝部分をカットする回転切削工具を使用して溝深さ方向に溝幅が徐々に広がり、かつ底面がR曲面となるように切削して粗加工を施す。そして、最後に(c)にハッチングにて示すようにダブ溝全体をカットする回転切削工具を使用して溝側面と底面とを切削して溝内周面全体が平滑になるように所定寸法及び形状のダブ溝3に仕上げ加工する。
このようにして加工されるダブ溝は、高い寸法精度が要求され、かつ切削により創生される面に大きな段差があってはならない形状なので、通常、仕上げ加工工程ではダブ溝形状と同じ寸法形状の工具を用いて加工している。
図8は、図7(c)に示す工程の仕上げ加工で使用される回転切削工具の一例を示すもので、この回転切削工具10はシャンク部11及び刃部12を備えている。また、刃部12は全周にわたって形成されており、どの面についても切れ刃とチップポケットが形成されている。そして、刃部12には、ストレート刃と切削性能に優れた右捩れ刃、左捩れ刃があり、通常は切れ刃が2〜4枚程度設けられている。
上記の如くダブ溝の仕上げ加工で使用される回転切削工具は、切れ刃及びチップポケットを全周に設けなければならないことから、製作に手間がかかるほか、インサート型工具が製作しにくくなる。
また、上記と同じ理由により芯厚を小さくしなければならないため、工具の曲げ剛性が小さくなり、高い切削条件で加工ができなくなるという問題がある。
本発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、仕上げ加工で使用される回転切削工具の製作を容易にすることができ、かつ要求される形状精度や品質を低下させることなくロータにダブ溝を加工することができるダブ溝加工方法を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するため、ロータの外周部に等間隔を存してそれぞれ設けられ、且つ前記ロータの軸心方向に一定の溝幅から徐々に広がる側面と曲面状の底面とが曲面で繋がれた形状のダブ溝を加工するダブ溝加工方法において、粗工程により溝深さ方向に一定の溝幅から溝深さ方向に徐々に広がり、かつ底面に繋がる部分が曲面となるように切削した後、仕上げ工程で、まず前記ダブ溝の側面及び底面に繋がる曲面と同一形状の刃部を有する第1の回転切削工具により、前記ダブ溝の側面及び底面に繋がる曲面を仕上げ面として切削し、次いで前記ダブ溝の底面及びこの底面から側面に繋がる曲面と同一形状の刃部を有する第2の回転切削工具により、前記ダブ溝の底面及びこの底面から側面に繋がる曲面を仕上げ面として切削して所定寸法形状のダブ溝を加工する。
本発明によるダブ溝加工方法によれば、仕上げ加工に使用される回転切削工具を容易に製作することができ、かつ要求される形状精度や品質を低下させることなくロータにダブ溝を加工することができる。
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の実施形態は、タービン羽根車の羽根をロータに取付けるためのダブ溝を切削加工する場合で、ダブ溝の具体的な寸法は、開口部の寸法が24.03mm、幅広部の幅寸法が37.44mm、溝深さ寸法が32.89mm、コーナR部分のR寸法が6.35mm、底面のR曲面の寸法が31.75mmである場合を一例としている。
図1及び図2は本発明によるダブ溝の加工時に使用される刃部の形状が異なる回転切削工具の実施形態の要部をそれぞれ示す正面図であり、いずれも図7(c)の工程で使用されるものである。
図1において、20は第1の回転切削工具で、この第1の回転切削工具20はシャンク部21とこのシャンク部21に一体的に取付けられた刃部22とを備え、刃部22は図6のダブ溝3の側面3a及び底面3bに繋がる曲面3cと同一形状の側面22a及び曲面22cを有し、且つこれらの各面に軸心に対して180度の間隔を存して2本の切れ刃を形成したもので、刃部22の軸心まわりには各切れ刃に対応させて図示しない切りくず排出溝が設けられている。
また、図2において、23は第2の回転切削工具で、この第2の回転切削工具23はシャンク部24とこのシャンク部24に一体的に取付けられた刃部25とを備え、刃部25は図6のダブ溝3の底面3bと同一形状の底面25bとこの底面25bに繋がる曲面25cを有し、且つこれらの各面に軸心に対して180度の間隔を存して2本の切れ刃を形成したもので、刃部25の軸心まわりには各切れ刃に対応させて図示しない切りくず排出溝が設けられている。
ここで、第1の回転切削工具20の刃部22と第2の回転切削工具23の刃部25は、ダブ溝3の側面3aと底面3bとを繋ぐ曲面3c部分で重ね合さるような大きさの寸法及び形状にそれぞれ構成されている。また、第1の回転切削工具20の刃部22の側面22aと底面22bとを繋ぐ曲面22cは、第2の回転切削工具23の刃部25の底面25bに繋がる曲面25cに対する機械の位置決め精度、刃部の形状精度及び刃部の取付け精度より小さく、かつ第1の回転切削工具20の刃部22の側面22aと底面22bとを繋ぐ曲面22cの寸法公差はプラス交差になるのに対して、第2の回転切削工具23の底面25bに繋がる曲面25cの寸法公差がマイナス交差になるようにそれぞれのR曲面が決められている。
次に上記のような第1及び第2の回転切削工具20,23を用いて回転軸の外周部に図6に示すような形状のダブ溝2を加工する方法について述べる。
図3(a)〜(d)はダブ溝を切削加工する場合の工程図を示すものである。
図3において、まず(a)にハッチングにて示すようにエンドミルのような回転切削工具を使用して溝深さ方向に一定の溝幅の溝を切削し、次いで(b)にハッチングにて示すように一定の溝幅部分と底面を除くダブ溝部分をカットする回転切削工具を使用して溝深さ方向に溝幅が徐々に広がり、かつ底面に繋がる部分を曲面に切削して粗加工する。
次に、図3(c)に示す工程では、第1の回転切削工具20を使用してダブ溝3の底面3bとこの底面3bから側面3aに繋がる曲面3cとを除く図示ハッチング部分を仕上げ面として切削し、最後に図3(d)に示す工程では、第2の回転切削工具23を使用してハッチングにて示すようにダブ溝3の底面3bとこの底面3bから側面3aに繋がる曲面3cを仕上げ面として切削し、所定寸法形状の平滑面のダブ溝に仕上げ加工する。
図4は第1の回転切削工具20及び第2の回転切削工具23の形状、特に側面と底面を繋ぐ曲面部分を中心に拡大したものであり、(a)は第1の回転切削工具20と第2の回転切削工具23の位置が、工具の形状誤差、刃部の取付け誤差、機械精度の誤差などによりずれていない状態を示している。つまり、第1の回転切削工具20の刃部22と第2の回転切削工具23の刃部25とをダブ溝内で重ね合せたとき、これら2つの刃部22,25の側面に有する曲面間に図示隙間LAを存し、底面間に図示隙間LBを存しており、上述した各誤差により2つの工具の位置がずれていない状態にある。
これに対し、図4(b)は工具の形状誤差、刃部の取付け誤差、機械精度の誤差などにより、第1の回転切削工具20の刃部22と第2の回転切削工具23の刃部25の位置が溝幅方向にずれた場合を示し、同図(c)は同様の理由により第1の回転切削工具20の刃部22と第2の回転切削工具23の刃部25位置が溝深さ方向にずれた場合を示している。
したがって、図4(b),(c)に示すように2つの工具により形成される曲面部の重ね合せによる段差は生じず、形状精度を交差内に維持できる。
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々変形して実施することができるものである。
例えば、前述した実施形態では、第1の回転切削工具20及び第2の回転切削工具23において、刃部22及び25の側面と底面を繋ぐ半径R,R´の真円の曲面としたが、その一方の回転切削工具の刃部に形成される曲面を真円の曲面とし、他方の回転切削工具の刃部に形成される曲面を楕円の曲面にすることも可能である。
本発明の実施形態における第1の回転切削工具の要部を示す正面図。 同実施形態における第2の回転切削工具の要部を示す正面図。 (a)〜(d)は本発明の実施形態において、第1及び第2の回転切削工具によりダブ溝を切削加工するための加工工程の一例を示す説明図。 (a)〜(c)は同実施形態において、第1及び第2の回転切削工具の形状、特に交差内でずれていないときの状態とずれているときの状態を側面と底面を繋ぐ円弧面部を中心に拡大して示す図。 タービン翼車の回転軸の一例を示す断面図。 同じく回転軸の外周部に形成されるダブ溝を拡大して示す断面図。 (a)〜(c)は図6のダブ溝を切削加工するための加工工程の一例を示す説明図。 図7の(c)に示す工程で仕上げ加工時に使用される回転切削工具の一例を示す正面図。
符号の説明
20…第1の回転切削工具、21…シャンク部、22…刃部、22a…側面、22b…底面、22c…曲面、23…第2の回転切削工具、24…シャンク部、25…刃部、25b…底面、25c…曲面

Claims (5)

  1. ロータの外周部に等間隔を存してそれぞれ設けられ、且つ前記ロータの軸心方向に一定の溝幅から徐々に広がる側面と曲面状の底面とが曲面で繋がれた形状のダブ溝を加工するダブ溝加工方法において、
    粗工程により溝深さ方向に一定の溝幅から溝深さ方向に徐々に広がり、かつ底面に繋がる部分が曲面となるように切削した後、
    仕上げ工程で、まず前記ダブ溝の側面及び底面に繋がる曲面と同一形状の刃部を有する第1の回転切削工具により、前記ダブ溝の側面及び底面に繋がる曲面を仕上げ面として切削し、
    次いで前記ダブ溝の底面及びこの底面から側面に繋がる曲面と同一形状の刃部を有する第2の回転切削工具により、前記ダブ溝の底面及びこの底面から側面に繋がる曲面を仕上げ面として切削して所定寸法形状のダブ溝を加工することを特徴とするダブ溝加工方法。
  2. 請求項1記載のダブ溝加工方法において、
    前記第1の回転切削工具の刃部は、前記ダブ溝の底面から側面に繋がる曲面を切削する部分の切れ刃の曲面半径が第2の回転切削工具の刃部の該当する部分の曲面半径より小さくしたことを特徴とするダブ溝加工方法。
  3. 請求項1記載のダブ溝加工方法において、
    前記第1の回転切削工具の刃部は、前記ダブ溝の底面から側面に繋がる曲面を切削する部分の切れ刃の曲面が第2の回転切削工具の刃部の該当する部分の切れ刃の曲面より、予測される機械位置決め誤差、工具形状誤差、刃部取付け誤差より小さくしたことを特徴とするダブ溝加工方法。
  4. 請求項1記載のダブ溝加工方法において、
    前記第1の回転切削工具の刃部は、前記ダブ溝の底面から側面に繋がる曲面を切削する部分の切れ刃の曲面がプラス公差、第2の回転切削工具の刃部の該当する部分の切れ刃の曲面をマイナス公差になるようにしたことを特徴とするダブ溝加工方法。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のダブ溝加工方法において、
    前記第1の回転切削工具の刃部は、前記ダブ溝の底面から側面に繋がる曲面を切削する部分の切れ刃の曲面が真円、第2の回転切削工具の刃部の該当する部分の切れ刃の曲面が楕円により形成される曲面であることを特徴とするダブ溝加工方法。
JP2007057476A 2007-03-07 2007-03-07 ダブ溝加工方法 Expired - Fee Related JP4881190B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007057476A JP4881190B2 (ja) 2007-03-07 2007-03-07 ダブ溝加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007057476A JP4881190B2 (ja) 2007-03-07 2007-03-07 ダブ溝加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008213127A JP2008213127A (ja) 2008-09-18
JP4881190B2 true JP4881190B2 (ja) 2012-02-22

Family

ID=39833780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007057476A Expired - Fee Related JP4881190B2 (ja) 2007-03-07 2007-03-07 ダブ溝加工方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4881190B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5639767B2 (ja) * 2010-02-26 2014-12-10 入江工研株式会社 シール溝
CN103056433B (zh) * 2012-12-31 2014-12-03 四川绵竹鑫坤机械制造有限责任公司 一种叶片的圆锥斜冠的加工方法
KR101555305B1 (ko) 2013-12-12 2015-10-06 두산중공업 주식회사 회전 절삭 공구 및 그 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06270006A (ja) * 1993-03-19 1994-09-27 Hitachi Ltd タービン動翼円弧根溝加工方法
JP4354091B2 (ja) * 2000-05-23 2009-10-28 三菱重工業株式会社 タービンロータ翼溝切削工具及びタービンロータ翼溝切削方法
US7007382B2 (en) * 2003-07-24 2006-03-07 United Technologies Corporation Slot machining

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008213127A (ja) 2008-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101709656B1 (ko) 절삭 엘보와 그 제조방법
TWI641436B (zh) T-slot milling cutter
JP5799875B2 (ja) ボールエンドミル
KR102007596B1 (ko) 인서트식 공구 및 스레드 밀
JP2008279547A (ja) 溝加工方法および総形回転切削工具
JP4945382B2 (ja) 溝切削加工方法および溝切削加工装置
US7699565B2 (en) Radius endmill
JP2006224254A (ja) ボールエンドミル
JPWO2015118684A1 (ja) ドリル及び穴明け方法
JPWO2016042646A1 (ja) 総形回転切削工具
JP4677722B2 (ja) 3枚刃ボールエンドミル
JP4881190B2 (ja) ダブ溝加工方法
JP2022017858A (ja) インペラおよびその製造方法
JPWO2019030862A1 (ja) インデキサブル式切削工具
JP5689138B2 (ja) 総形溝の端面バリ除去方法及び面取り用総形回転切削工具
JP5958614B2 (ja) ボールエンドミル
CN106862618B (zh) 钻削加工刀具
JP4354091B2 (ja) タービンロータ翼溝切削工具及びタービンロータ翼溝切削方法
JP2535333B2 (ja) 転削工具
RU2604742C2 (ru) Режущая многогранная пластина
EP2266740A2 (en) Pin milling cutter
JP6028841B2 (ja) ボールエンドミル
JP2007229857A (ja) スローアウェイチップおよび回転切削工具
CN110560761A (zh) 一种铝合金缘条侧面槽的数控加工方法
JP2006075974A (ja) 歯切り用回転切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110412

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110610

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111108

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111202

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees