JP5101215B2 - Cutting jig - Google Patents

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本発明は、狭隘な凹凸部が側面又は周面に沿って形成された被加工体、例えば、熱交換器の設けられたフィン群や、タービンロータ軸と車室間をシールするラビリンスリングのラビリンスシール等を簡単な装置構成で精度良く切削加工することを可能にする切削治具に関する。   The present invention provides a labyrinth of a labyrinth ring that seals between a workpiece, such as a fin group provided with a heat exchanger, a turbine rotor shaft, and a passenger compartment, in which narrow uneven portions are formed along a side surface or a peripheral surface. The present invention relates to a cutting jig capable of cutting a seal or the like with a simple apparatus configuration with high accuracy.

従来、蒸気タービンやガスタービンのロータ軸の車室貫通部をシールするために、内周面にラビリンスシールを有するラビリンスリングが装着されている。図7は、特許文献1(特開平10−8993号公報)に開示されたガスタービンのロータ軸端の構成を示す。図7において、ガスタービンのロータ軸01の端部を取り囲む車室02の端面にシールケース05が固定されていて、この端部にロータ軸01の端面に臨んで伸び差センサ06が設けられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a labyrinth ring having a labyrinth seal is attached to an inner peripheral surface in order to seal a casing penetration portion of a rotor shaft of a steam turbine or a gas turbine. FIG. 7 shows the configuration of the rotor shaft end of the gas turbine disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-8993). In FIG. 7, a seal case 05 is fixed to an end surface of a casing 02 that surrounds an end portion of a rotor shaft 01 of a gas turbine, and an expansion difference sensor 06 is provided at this end portion so as to face the end surface of the rotor shaft 01. Yes.

この伸び差センサ06は電気的にサーボモータ07に連絡し、伸び差センサ06が感知した伸び差の量に対応してサーボモータ07によりシールリテーナ08を軸方向に動かす。シールリテーナ08は、内周面にラビリンスシールを有するラビリンスリング03を保持しており、伸び差の量に拘らずラビリンスシールの接触長さを保つことにより、有効なシールを行なう。なお、シールケース05の内部には図示しないタービン動翼を冷却するための蒸気を導入する空間09が設けられ、蒸気は空間09からロータ軸01内の空間010を通ってタービン動翼に導かれる。   The differential expansion sensor 06 electrically communicates with the servo motor 07, and the servo retainer 08 moves the seal retainer 08 in the axial direction in accordance with the amount of differential expansion detected by the differential expansion sensor 06. The seal retainer 08 holds a labyrinth ring 03 having a labyrinth seal on the inner peripheral surface, and performs an effective seal by maintaining the contact length of the labyrinth seal regardless of the amount of difference in elongation. A space 09 for introducing steam for cooling the turbine rotor blade (not shown) is provided inside the seal case 05, and the steam is guided from the space 09 through the space 010 in the rotor shaft 01 to the turbine rotor blade. .

図8の(a)はラビリンスリング03が装着されたシール部分の拡大断面図であり、(b)は更にその一部拡大断面図である。図8において、ロータ軸01が車室02の壁部を貫通する部分には、ラビリンスシール04を有する環状のラビリンスリング03が装着されている。ラビリンスシール04は、シール対象となる2面間に、微小な食違い隙間(ラビリンス)をもうけて流体をシールする非接触シールの一種で、流体の圧力水頭は、この微小な隙間のある食違い部での摩擦損失、絞り効果などにより減圧され、シールされる。食違い隙間を設けるため、ロータ軸01には凸部01a及び凹部01bが設けられている。   FIG. 8A is an enlarged cross-sectional view of a seal portion to which the labyrinth ring 03 is attached, and FIG. 8B is a partially enlarged cross-sectional view thereof. In FIG. 8, an annular labyrinth ring 03 having a labyrinth seal 04 is attached to a portion where the rotor shaft 01 passes through the wall portion of the casing 02. The labyrinth seal 04 is a kind of non-contact seal that seals a fluid by providing a minute gap gap (labyrinth) between two surfaces to be sealed. The fluid pressure head is a gap difference with this minute gap. The pressure is reduced by the friction loss at the part, the squeezing effect, etc., and the seal is made. In order to provide a staggered gap, the rotor shaft 01 is provided with a convex part 01a and a concave part 01b.

ラビリンスシール04のフィン04aは、狭隘空間nの中で交互に高さを違えた複数の円盤状の突起で構成されている。即ち、丈の長い長フィン04bと丈の短い短フィン04cとが交互に複数配置されている。フィン04aの先端とロータ軸01との隙間tは1mm以下の微小隙間となっている。なお、凹部01bの幅lに対し、ロータ軸01は高温下で5〜6mmの軸方向の熱伸び差を発生するので、フィン04aの先端が凹部01bの側壁に接触するおそれがある。この場合、ロータ軸01に凹凸を設けないで、ストレート構造とする場合もある。   The fins 04a of the labyrinth seal 04 are composed of a plurality of disc-shaped protrusions having different heights in the narrow space n. That is, a plurality of long fins 04b having a long length and short fins 04c having a short length are alternately arranged. A gap t between the tip of the fin 04a and the rotor shaft 01 is a minute gap of 1 mm or less. In addition, since the rotor shaft 01 generates an axial thermal expansion difference of 5 to 6 mm at a high temperature with respect to the width l of the recess 01b, the tip of the fin 04a may come into contact with the side wall of the recess 01b. In this case, the rotor shaft 01 may have a straight structure without providing irregularities.

各ラビリンスシール04のフィン04aとロータ軸01との隙間tが計画値から外れている場合には、フィン04aの先端部又はラビリンスリング03の顎部を削って計画値に修正する必要がある。しかし、切削面が弧状をなす曲面であり、特に短フィン4cの先端部は長フィン4bに挟まれた狭隘空間n内に配置されているので、グラインダや治具等を用いて手作業で削って隙間tを調整しているが、作業者の感覚で作業を行なうため、削り足りない場合や削りすぎる場合があり、隙間確認や調整作業を何回も繰り返すことがある。なお、ラビリンスリング03は、通常6分割又は8分割されており、分割された状態で個々に切削加工の作業を行なっている。   When the gap t between the fin 04a of each labyrinth seal 04 and the rotor shaft 01 is out of the planned value, it is necessary to cut the tip of the fin 04a or the jaw of the labyrinth ring 03 to correct the planned value. However, the cutting surface is an arcuate curved surface, and in particular, the tip of the short fin 4c is disposed in a narrow space n sandwiched between the long fins 4b, so that it is manually cut using a grinder or a jig. The gap t is adjusted. However, since the work is performed by the operator's sense, there may be cases where the cutting is insufficient or excessive, and the gap confirmation and adjustment work may be repeated many times. The labyrinth ring 03 is usually divided into 6 or 8 parts, and the cutting work is individually performed in the divided state.

特許文献2(特開2006−281387号公報)には、面取り加工等を目的とし、被加工物が薄肉状で狭隘な場所であっても、スタイラスによってワークの形状を倣いながら所望の加工を可能にする加工装置が開示されている。以下、この加工装置を図9に基づいて説明する。図9において、ワークグリッパ021にワーク022が固定され、図示しない駆動モータによってワークグリッパ021が回転する。スピンドル035の先端には2個の切削用チップ041,041が180°離間した位置に夫々着脱可能に取り付けられている。   Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-281387) is intended for chamfering and the like, and even if the workpiece is thin and narrow, desired processing is possible while following the shape of the workpiece with a stylus. A processing apparatus is disclosed. Hereinafter, this processing apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 9, a work 022 is fixed to a work gripper 021, and the work gripper 021 is rotated by a drive motor (not shown). Two cutting tips 041 and 041 are detachably attached to the tip of the spindle 035 at positions separated by 180 °.

切削用チップ041は薄肉状であって三角形の形状をなし、固定ねじ部材043によってスピンドル035に着脱可能に固定されている。切削用チップ041は三面の夫々に切削刃041aを備えており、ある一面側の切削刃041aが消耗したら、別の切削刃041aが切削位置にくるように装着し直すことができる。   The cutting tip 041 is thin and has a triangular shape, and is detachably fixed to the spindle 035 by a fixing screw member 043. The cutting tip 041 includes a cutting blade 041a on each of the three surfaces. When the cutting blade 041a on one surface side is consumed, the cutting tip 041 can be reattached so that another cutting blade 041a is at the cutting position.

スピンドル035の下端にはスタイラス051が取り付けられている。このスタイラス051はベアリングタイプをなしていて、内輪部材053及び外輪部材055と、これらの間に介挿された複数のボール057と、外輪部材055の外周側に取り付けられたリング状部材056とから構成され、内輪部材053を固定ねじ部材059でスピンドル035の先端面に固定している。かかる構成の加工装置により、スピンドル035を図示しない駆動モータによって回転させ、ワーク022のフランジ部022aの角部に面取り加工を行なっている。   A stylus 051 is attached to the lower end of the spindle 035. The stylus 051 is a bearing type, and includes an inner ring member 053 and an outer ring member 055, a plurality of balls 057 interposed therebetween, and a ring-shaped member 056 attached to the outer peripheral side of the outer ring member 055. The inner ring member 053 is fixed to the front end surface of the spindle 035 with a fixing screw member 059. With the machining apparatus having such a configuration, the spindle 035 is rotated by a drive motor (not shown), and the corner portion of the flange portion 022a of the workpiece 022 is chamfered.

特開平10−8993号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-8993 特開2006−281387号公報JP 2006-281387 A

特許文献2に開示された加工装置は、スピンドル035の径が大きく、ラビリンスフィン04aのような狭隘空間nに配置された短フィン4cに切削刃041aを近づけることはできない。従って、この加工装置では狭隘空間n内に配置された短フィン04cの先端部の切削加工はできない。   In the processing apparatus disclosed in Patent Document 2, the diameter of the spindle 035 is large, and the cutting blade 041a cannot be brought close to the short fin 4c arranged in the narrow space n like the labyrinth fin 04a. Therefore, this processing apparatus cannot cut the tip of the short fin 04c arranged in the narrow space n.

特許文献2の加工装置では、ワーク022のフランジ部022aの面取加工を目的としているために、スピンドル035の径を小さくすることはできない。
また、加工装置を電動モータで駆動する場合、負荷変動が生じた時これを吸収できず停止したり、あるいは負荷変動の衝撃で切削面に凹凸が入るため、面取加工は可能であるが、切削加工には不都合である。
In the processing apparatus of Patent Document 2, the diameter of the spindle 035 cannot be reduced because the object is to chamfer the flange portion 022a of the workpiece 022.
In addition, when the machining device is driven by an electric motor, when load fluctuation occurs, it cannot be absorbed and stops, or because the cutting surface is uneven due to the impact of load fluctuation, chamfering is possible, It is inconvenient for cutting.

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ラビリンスリングのフィンのように、狭隘空間に凹凸部が形成された被加工体の凹部の切削加工を可能とする切削治具を実現することを目的とする。また、切削加工中に切削治具に負荷変動が生じた場合でも、それを吸収して停止することなく、滑らかな切削面を形成可能な切削治具を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to realize a cutting jig capable of cutting a concave portion of a workpiece in which a concave and convex portion is formed in a narrow space like a fin of a labyrinth ring. And It is another object of the present invention to provide a cutting jig capable of forming a smooth cutting surface without absorbing and stopping even when a load fluctuation occurs in the cutting jig during cutting.

前記目的を達成するため、本発明の切削治具は、
狭隘な凹凸部が側面又は周面に沿って形成された被加工体に対して該凹凸部が形成された狭隘空間に切削刃を侵入させて該凹部を切削加工する切削治具において、
前記切削治具は、回転方向に対して半径方向に放射状に突出したチップ取付台を複数有するチップ取付部と、該チップ取付部を中心軸芯を中心に回転自在に支持する回転軸と、該チップ取付台に着脱可能に取り付けられた複数の切削用チップとからなり、
該チップ取付台に取り付けられた切削用チップの外周端は該回転軸外径より外側に位置し、該回転軸外径と該切削用チップの刃先までの距離が前記凹凸部の凹部と凸部間の距離より大であって、
該回転軸を介して該チップ取付部を該凹凸部が形成された狭隘空間に侵入させ該凹部を切削する位置に位置決めする移動位置決め手段を設け
該移動位置決め手段は、前記チップ取付部を進退させて前記切削用チップを前記被加工体の凹部に接触させた状態とする位置調整部材と、該位置調整部材に取り付けられ、該位置調整部材によって前記凹部に前記切削用チップを接触させて基準位置としてセットした後に前記切削用チップを切削量分だけ接触子を介してさらに前進させて切削量を設定するマイクロメータと、を備えたものである。
In order to achieve the above object, the cutting jig of the present invention comprises:
In a cutting jig for cutting a recess by allowing a cutting blade to enter a narrow space where the uneven portion is formed with respect to a workpiece in which a narrow uneven portion is formed along a side surface or a peripheral surface,
The cutting jig includes a chip mounting portion having a plurality of chip mounting bases radially projecting in a radial direction with respect to the rotation direction, a rotation shaft that rotatably supports the chip mounting portion around a central axis, It consists of multiple cutting tips removably attached to the tip mounting base,
The outer peripheral end of the cutting tip attached to the tip mounting base is located outside the outer diameter of the rotating shaft, and the distance between the outer diameter of the rotating shaft and the cutting edge of the cutting tip is the concave and convex portions of the concave and convex portions. Is greater than the distance between
Provided is a moving positioning means for positioning the tip mounting portion into a narrow space where the concave and convex portions are formed and positioning the concave portion through the rotating shaft at a position for cutting the concave portion ;
The movement positioning means includes a position adjusting member that moves the tip attaching portion forward and backward to bring the cutting tip into contact with the recess of the workpiece, and is attached to the position adjusting member. A micrometer that sets the cutting amount by bringing the cutting tip into contact with the concave portion and setting the reference position as a reference position, and further advancing the cutting tip through a contact by an amount corresponding to the cutting amount. .

かかる構成としたことにより、凹凸部が形成された狭隘空間に切削刃を侵入させて凹部を切削加工することが可能となる。しかも本発明においては、複数のチップ取付台を回転方向に対して半径方向に放射状に突出しているので、複数の切削用チップで連続的に切削加工することができる。そのため、滑らかな切削面とすることができるとともに、個々の切削用チップに付加される切削量は小さくて済む。従って、個々の切削用チップにかかる負荷は軽減されるので、個々の切削用チップの寿命を延ばすことができる。
また、移動位置決め手段は、前記チップ取付部を進退させて前記切削用チップを前記被加工体の凹部に接触させた状態とする位置調整部材と、該位置調整部材に取り付けられ、該位置調整部材によって前記凹部に前記切削用チップを接触させて基準位置としてセットした後に前記切削用チップを切削量分だけ接触子を介してさらに前進させて切削量を設定するマイクロメータと、を備えるので、正確な切削量を設定でき、精度良い切削加工を行うことができる。
By adopting such a configuration, it becomes possible to cut the recess by allowing the cutting blade to enter the narrow space in which the uneven portion is formed. Moreover, in the present invention, since the plurality of chip mounting bases project radially in the radial direction with respect to the rotation direction, it is possible to continuously perform cutting with a plurality of cutting chips. Therefore, a smooth cutting surface can be obtained, and the cutting amount added to each cutting tip can be small. Therefore, since the load applied to each cutting tip is reduced, the life of each cutting tip can be extended.
Further, the movement positioning means includes a position adjusting member that moves the tip mounting portion forward and backward to bring the cutting tip into contact with the recess of the workpiece, and is attached to the position adjusting member. And a micrometer for setting the cutting amount by further advancing the cutting tip through the contact by the amount of cutting after the cutting tip is brought into contact with the recess and set as a reference position. A precise cutting amount can be set and cutting can be performed with high accuracy.

本発明において、移動位置決め手段は、切削用チップを被加工対象である凹部の切削面に押し当てる方向にバネ力を付与するバネ力付勢手段を備え、該バネ力付勢手段を介して回転軸を支持するように構成されるとよい。かかる構成によって、切削加工中、切削用チップがバネ力によって被加工対象である凹部の切削面に常に押し当てられるので、切削加工が確実に行なわれる。また、切削加工中、負荷変動があっても、切削用チップがバネ力に抗して切削面から後退できるので、切削用チップに過剰な負荷が加わらず、切削用チップの破損等を招くことはない。   In the present invention, the moving positioning means includes spring force biasing means for applying a spring force in a direction in which the cutting tip is pressed against the cutting surface of the recess to be processed, and rotates via the spring force biasing means. It may be configured to support the shaft. With such a configuration, the cutting tip is always pressed against the cutting surface of the concave portion to be processed by the spring force during the cutting process, so that the cutting process is reliably performed. In addition, even if there is a load fluctuation during cutting, the cutting tip can retreat from the cutting surface against the spring force, so an excessive load is not applied to the cutting tip and the cutting tip is damaged. There is no.

また、前記移動位置決め手段は、前記回転軸と一体的に設けられ、円弧状の被加工体に設けられた倣い面に接触する前記接触子と、該接触子を該倣い面に押し当てる方向にバネ力を付与するバネ力付勢手段とで構成してもよい。これによって、該接触子を常に倣い面に沿わせながら切削加工することができるので、狭隘空間の凹部に対しても設定された切削面を正確に形成することができる。従って、一度の切削動作で切削作業を完了することができる。
Further, the positioning means, the rotary shaft and provided integrally, and said contactor in contact with the scanning surface provided in a circular arc shape of the workpiece, in a direction of pressing the contacts into surface have該倣You may comprise with the spring force urging means which provides a spring force. As a result, the contact can always be cut along the copying surface, so that the set cutting surface can be accurately formed even for the recess in the narrow space. Therefore, the cutting operation can be completed with a single cutting operation.

また、本発明において、回転軸はエアモータにより回転駆動されるように構成するとよい。電動モータ駆動と比べ、エアモータ駆動は負荷変動が生じてもその衝撃を空気の弾性力で吸収できるので、停止することなく、切削加工を持続できる。しかも圧力調整が容易であるので、回転軸の回転数及び回転トルクの制御が容易である。
また、圧縮空気供給源は工場等で容易に入手でき、海外でも電動モータと違って商用電源の周波数に左右されず、容易に入手可能である。
In the present invention, the rotating shaft may be configured to be driven to rotate by an air motor. Compared with the electric motor drive, the air motor drive can absorb the impact by the elastic force of the air even if the load fluctuates, so that the cutting process can be continued without stopping. Moreover, since pressure adjustment is easy, it is easy to control the rotational speed and rotational torque of the rotary shaft.
Further, the compressed air supply source can be easily obtained at a factory or the like, and can be easily obtained overseas regardless of the frequency of the commercial power source unlike an electric motor.

また、本発明において、切削用チップは多角形をなし、多角形の各辺が個別に切削刃を構成し、多角形の任意の辺が凹凸部に対面する切削位置に取り付け可能に構成するとよい。
これによって、多角形の一辺の切削刃が消耗したら、他の切削刃を切削位置にくるように装着し直すことにより、1個の切削用チップを長く使用することができる。また、切削用チップは汎用品として、安く市販されているので、安価で取替えが可能であり、メンテナンスコストを低減することができる。
Further, in the present invention, the cutting tip has a polygonal shape, each side of the polygon individually constitutes a cutting blade, and it may be configured to be attachable to a cutting position at which any side of the polygon faces the concavo-convex portion. .
Thus, when the cutting blade on one side of the polygon is consumed, one cutting tip can be used for a long time by reattaching the other cutting blades so as to come to the cutting position. Moreover, since the cutting tip is commercially available as a general-purpose product, it can be replaced at a low cost, and the maintenance cost can be reduced.

本発明の切削治具によれば、回転方向に対して半径方向に放射状に突出したチップ取付台を複数有するチップ取付部と、該チップ取付部を中心軸芯を中心に回転自在に支持する回転軸と、該チップ取付台に着脱可能に取り付けられた複数の切削用チップとからなり、該チップ取付台に取り付けられた切削用チップの外周端は該回転軸外径より外側に位置し、該回転軸外径と該切削用チップの刃先までの距離が凹凸部の凹部と凸部間の距離より大であって、該回転軸を介して該チップ取付部を該凹凸部が形成された狭隘空間に侵入させ該凹部を切削する位置に位置決めする移動位置決め手段を設けたことにより、狭隘な凹凸部が側面又は周面に沿って形成された被加工体に対して、簡素かつ安価な構成の切削治具を用いて、該凹部を容易に切削加工でき、しかも滑らかな切削面を形成することができる。   According to the cutting jig of the present invention, the tip mounting portion having a plurality of tip mounting bases radially projecting in the radial direction with respect to the rotation direction, and the rotation for rotatably supporting the tip mounting portion around the center axis. And a plurality of cutting tips removably attached to the tip mounting base, and an outer peripheral end of the cutting tip attached to the tip mounting base is positioned outside the outer diameter of the rotary shaft, The distance between the outer diameter of the rotating shaft and the cutting edge of the cutting tip is larger than the distance between the concave and convex portions of the concave and convex portions, and the narrow portion in which the concave and convex portions are formed through the rotary shaft. By providing a moving positioning means that enters the space and positions the concave portion at a position where the concave portion is cut, a simple and inexpensive configuration can be achieved with respect to a workpiece in which a narrow uneven portion is formed along a side surface or a peripheral surface. Easily cut the recess using a cutting jig Can Engineering, yet it is possible to form a smooth cutting surface.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the present invention to that only, unless otherwise specified.

本発明の切削治具をラビリンスシールの切削加工に適用した一実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1は本実施形態に係る倣い加工装置全体を示す斜視図、図2は前記加工装置に取り付けられた本実施形態の切削治具及びその周辺を示す拡大図である。   An embodiment in which the cutting jig of the present invention is applied to the labyrinth seal cutting will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing the entire copying apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view showing a cutting jig of the present embodiment attached to the processing apparatus and its periphery.

図1及び図2において、水平方向に設けられた固定盤1の一辺近傍に回転柱2が上下方向に立設されている。回転柱2は図示しない駆動手段により長手軸を中心に回転可能に構成されている。固定盤1の水平な固定面1aは、回転柱2を中心として放射状に複数条の凹溝1bが穿設されている。凹溝1bには被加工物3の両端を固定盤1上の加工位置に固定するための固定治具5aと、被加工物3を半径方向両側から挟んで固定する固定治具5bとが挿入され、その状態で固定治具5a及び5bを凹溝1bに固定することにより、被加工物3が固定盤1上に固定される。   1 and 2, a rotating column 2 is erected in the vertical direction in the vicinity of one side of the fixed platen 1 provided in the horizontal direction. The rotating column 2 is configured to be rotatable around a longitudinal axis by a driving means (not shown). The horizontal fixed surface 1a of the fixed platen 1 is provided with a plurality of grooves 1b that are radially formed around the rotating column 2. Inserted into the groove 1b are a fixing jig 5a for fixing both ends of the workpiece 3 at processing positions on the fixed platen 1, and a fixing jig 5b for fixing the workpiece 3 by sandwiching the workpiece 3 from both sides in the radial direction. In this state, the workpiece 3 is fixed on the stationary platen 1 by fixing the fixing jigs 5a and 5b to the concave groove 1b.

本実施形態における被加工物3は、蒸気タービンのロータ軸の車室貫通部に装着されるラビリンスリングを6分割又は8分割したものである。ラビリンスリング3には、図示しない車室側対向面に設けた溝に嵌合されるL形嵌合部3aが外周面3bに周方向に突設され、内周側にはラビリンスシール4が形成されている。ラビリンスシール4は複数条のフィン4aが周方向に突設され、図2に示すように、丈の長い長フィン4bと丈の短い短フィン4cとが交互に配置されている。そのため、短フィン4cの周囲は長フィン4bに挟まれた狭隘空間nを形成している。   The workpiece 3 in the present embodiment is obtained by dividing the labyrinth ring, which is attached to the casing penetration portion of the rotor shaft of the steam turbine, into six or eight parts. The labyrinth ring 3 is provided with an L-shaped fitting portion 3a that is fitted in a groove provided on a not-shown facing surface on the passenger compartment side in the circumferential direction on the outer peripheral surface 3b, and a labyrinth seal 4 is formed on the inner peripheral side. Has been. The labyrinth seal 4 has a plurality of fins 4a protruding in the circumferential direction, and as shown in FIG. 2, long fins 4b having long lengths and short fins 4c having short lengths are alternately arranged. Therefore, a narrow space n sandwiched between the long fins 4b is formed around the short fins 4c.

回転柱2には長手軸方向に長孔2aが穿設され、内部が中空になっている。回転柱2の内部には上下方向に図示しないネジ棒が配置されている。アーム6は回転柱2から水平方向に延設され、アーム6の一端は長孔2aから回転柱2の内部に挿入され、前記ネジ棒に螺合している。回転柱2の頂部に設けられたハンドル7の軸7aは該ネジ棒に連結され、ハンドル7を回すことによって、ネジ棒が回転し、ネジ棒に螺合したアーム6を水平方向の姿勢を保持したまま上下させることができるようになっている。また、アーム6は回転柱2が回転することによって、水平方向に回転する。   A long hole 2a is formed in the rotating column 2 in the longitudinal axis direction, and the inside is hollow. A screw rod (not shown) is arranged inside the rotary column 2 in the vertical direction. The arm 6 extends in the horizontal direction from the rotating column 2, and one end of the arm 6 is inserted into the rotating column 2 through the long hole 2 a and screwed into the screw rod. The shaft 7a of the handle 7 provided on the top of the rotating column 2 is connected to the screw rod. By rotating the handle 7, the screw rod rotates, and the arm 6 screwed to the screw rod maintains the horizontal posture. It can be moved up and down. Further, the arm 6 rotates in the horizontal direction as the rotating column 2 rotates.

図2に示すように、アーム6の先端にはカッタ取付部6aが設けられ、カッタ取付部6aの下面には切削治具10が取り付けられているとともに、カッタ取付部6aの上面には切削治具10に圧縮空気を供給するホース8が取り付けられている。カッタ取付部6aはアーム6に対してアーム6の長手軸方向(被加工物3の径方向。矢印j方向)の位置調整が可能に取り付けられている。   As shown in FIG. 2, a cutter attachment portion 6a is provided at the tip of the arm 6, a cutting jig 10 is attached to the lower surface of the cutter attachment portion 6a, and cutting treatment is applied to the upper surface of the cutter attachment portion 6a. A hose 8 for supplying compressed air to the tool 10 is attached. The cutter attachment portion 6a is attached to the arm 6 so that the position of the arm 6 in the longitudinal axis direction (the radial direction of the workpiece 3; the arrow j direction) can be adjusted.

切削治具10は、垂直方向に配置されたスピンドル12と、スピンドル12を回転可能に支持する軸受部11と、スピンドル12の先端に取り付けられたチップ取付部13とからなる。切削治具10には、ホース8から供給される圧縮空気で回転駆動されるエアモータ11aが内蔵され、該エアモータ11aの回転によってスピンドル12が高速回転する。   The cutting jig 10 includes a spindle 12 arranged in a vertical direction, a bearing portion 11 that rotatably supports the spindle 12, and a tip attachment portion 13 attached to the tip of the spindle 12. The cutting jig 10 incorporates an air motor 11a that is driven to rotate by compressed air supplied from the hose 8, and the spindle 12 rotates at a high speed by the rotation of the air motor 11a.

図3及び図4において、スピンドル12の下端に装着されるチップ取付部13は、4個のチップ取付台13aがチップ取付部13の回転方向hに対して半径方向に向けて四方に放射状に等角度で突設されている。そして、チップ取付部13の中心軸芯にスピンドル12が取り付けられている。また、各チップ取付台13aに切削用チップ14がボルト15によって着脱可能に固定されている。   3 and 4, the tip mounting portion 13 attached to the lower end of the spindle 12 has four tip mounting bases 13 a radially in the radial direction with respect to the rotation direction h of the tip mounting portion 13. Projected at an angle. The spindle 12 is attached to the center axis of the chip attachment portion 13. Further, a cutting tip 14 is detachably fixed to each tip mounting base 13 a by a bolt 15.

切削用チップ14は四角形をなし、四角形のいずれの辺もチップ取付台13aの外郭よりも僅かに外側に飛び出す大きさを有するとともに、四角形のいずれの辺も切削刃14aで構成され、切削可能になっている。そのため、ひとつの切削刃14aが摩耗したら、他の切削刃14aが切削位置にくるように装着し直す。これによって、全ての切削刃14aに順々に切換えながら切削加工することができる。   The cutting tip 14 has a square shape, and each side of the square has a size that protrudes slightly outside the outline of the tip mounting base 13a, and any side of the square is constituted by the cutting blade 14a, so that cutting is possible. It has become. Therefore, when one cutting blade 14a is worn, it is remounted so that the other cutting blade 14a is at the cutting position. Thus, cutting can be performed while sequentially switching to all the cutting blades 14a.

また、切削用チップ14がラビリンスシール4aの短フィン4cに到達できるように、チップ取付台13aに装着された切削用チップ14の外周端とスピンドル12の外径との距離xは、長フィン4bと短フィン4cとの距離yよりも長く形成されている。   Further, the distance x between the outer peripheral end of the cutting tip 14 mounted on the tip mounting base 13a and the outer diameter of the spindle 12 is such that the cutting tip 14 can reach the short fin 4c of the labyrinth seal 4a. And the short fin 4c is formed longer than the distance y.

図2において、カッタ取付部6aの外側には、位置調整部材20が設けられ、位置調整部材20にはネジ孔20aが穿設され、ネジ孔20aに位置調整ネジ21が螺合している。位置調整ネジ21の取っ手21aを回すことによってカッタ取付部6aと位置調整部材20との間隔を微調整可能に構成されている。   In FIG. 2, a position adjusting member 20 is provided outside the cutter mounting portion 6a. A screw hole 20a is formed in the position adjusting member 20, and a position adjusting screw 21 is screwed into the screw hole 20a. By turning the handle 21a of the position adjusting screw 21, the distance between the cutter mounting portion 6a and the position adjusting member 20 can be finely adjusted.

また、位置調整部材20の下部にはマイクロメータ22が取り付けられ、目盛りの付いた回転環22aを矢印d方向に回すことにより、接触棒22bを1/100mm単位で矢印e方向に進退させるように構成されている。そして図1に示すように、カッタ取付部6aの上面には支柱23が立設され、コイルバネ24の一端がターンバックル25を介して支柱23に接続され、コイルバネ24の他端が回転柱2に接続されている。これによって、カッタ取付部6aに対してコイルバネ24のバネ力iが回転柱2の方向に付勢される。そのため、マイクロメータ22の接触棒22bの先端面がラビリンスリング3の外周面(倣い面)3bにコイルバネ24のバネ力によって常に押し当てられる。   A micrometer 22 is attached to the lower part of the position adjusting member 20, and the contact rod 22b is advanced and retracted in the direction of the arrow e in units of 1/100 mm by rotating the scaled rotary ring 22a in the direction of the arrow d. It is configured. As shown in FIG. 1, a support post 23 is erected on the upper surface of the cutter mounting portion 6 a, one end of the coil spring 24 is connected to the support post 23 via a turnbuckle 25, and the other end of the coil spring 24 is connected to the rotating column 2. It is connected. Thereby, the spring force i of the coil spring 24 is urged toward the rotating column 2 with respect to the cutter mounting portion 6a. Therefore, the tip end surface of the contact rod 22 b of the micrometer 22 is always pressed against the outer peripheral surface (copied surface) 3 b of the labyrinth ring 3 by the spring force of the coil spring 24.

図2に示すように、ターンバックル25と支柱23とは、ターンバックル25に設けられたネジ孔と螺合したネジ25aを介して接続されているとともに、ターンバックル25とコイルバネ24とも同様な構成でネジ25aを介して接続されている。そのため、ターンバックル25を回すことにより、ターンバックル25とネジ25aとの相対位置が変わり、これによって、マイクロメータ22の接触棒22bに付与されるコイルバネ24のバネ力を変えることができるようになっている。   As shown in FIG. 2, the turnbuckle 25 and the column 23 are connected via a screw 25 a screwed with a screw hole provided in the turnbuckle 25, and the turnbuckle 25 and the coil spring 24 have the same configuration. And is connected via a screw 25a. Therefore, when the turnbuckle 25 is turned, the relative position between the turnbuckle 25 and the screw 25a is changed, whereby the spring force of the coil spring 24 applied to the contact rod 22b of the micrometer 22 can be changed. ing.

かかる本実施形態において、ラビリンスリング3のラビリンスシール4の短フィン4cを切削加工する場合の作業手順を、以下主として図5及び図6に基づいて説明する。
まず、ラビリンスリング3を水平な固定盤1の固定面1aに固定治具5によって固定する。この場合、アーム6の先端に取り付けられたカッタ取付部6aの移動軌跡、即ち円弧運動をなす移動軌跡に大体合うようにラビリンスリング3を位置決めすればよく、カッタ取付部6aに装着された切削治具10の移動軌跡に精密に合わせる必要はない。
In this embodiment, the work procedure in the case of cutting the short fins 4c of the labyrinth seal 4 of the labyrinth ring 3 will be described below mainly based on FIGS.
First, the labyrinth ring 3 is fixed to the fixing surface 1 a of the horizontal fixing plate 1 by the fixing jig 5. In this case, the labyrinth ring 3 may be positioned so as to roughly match the movement locus of the cutter attachment portion 6a attached to the tip of the arm 6, that is, the movement locus making an arc motion, and the cutting treatment attached to the cutter attachment portion 6a. It is not necessary to precisely match the movement trajectory of the tool 10.

次に、図5に示すように、カッタ取付部6aはアーム6に対してアーム6の長手軸方向(被加工物3の径方向、矢印j方向)の位置調整が可能に取り付けられているので、コイルバネ24のバネ力によって、マイクロメータ22の接触棒22bの先端面をラビリンスリング3の外周面(倣い面)3bに押し当てることができる。そして、ターンバックル25を回してターンバックル25と螺合したネジ25aとの位置関係を調整することにより、接触棒22bに付与されるコイルバネ24のバネ力を調整する。次に、位置調整ネジ21を回して、切削用チップ14とラビリンスシール4の短フィン4cの先端とを接触させた状態とする図2中の切削前の基準位置aにセットする。   Next, as shown in FIG. 5, the cutter attaching portion 6 a is attached to the arm 6 so that the position of the arm 6 in the longitudinal axis direction (the radial direction of the workpiece 3, the arrow j direction) can be adjusted. The tip surface of the contact rod 22b of the micrometer 22 can be pressed against the outer peripheral surface (copying surface) 3b of the labyrinth ring 3 by the spring force of the coil spring 24. Then, the spring force of the coil spring 24 applied to the contact bar 22b is adjusted by adjusting the positional relationship between the turnbuckle 25 and the screw 25a screwed with the turnbuckle 25. Next, the position adjusting screw 21 is rotated to set the cutting tip 14 and the tip of the short fin 4c of the labyrinth seal 4 to the reference position a before cutting in FIG.

次に、アーム6を水平方向に回転させて(図5及び図6のf又はg方向)、切削治具10及びマイクロメータ22を一旦ラビリンスリング3の固定位置の外側に移動させる。その位置でマイクロメータ22の接触棒22bを切削量分だけ前進させる。これによって、切削用チップ14が図2中のbの位置に前進し、正確な切削量c(a−b)が設定される。なお、コイルバネ24によって接触棒22bに付与されるバネ力は図5中の矢印iの方向に作用している。   Next, the arm 6 is rotated in the horizontal direction (direction f or g in FIGS. 5 and 6), and the cutting jig 10 and the micrometer 22 are once moved outside the fixed position of the labyrinth ring 3. At that position, the contact rod 22b of the micrometer 22 is advanced by the cutting amount. As a result, the cutting tip 14 moves forward to the position b in FIG. 2, and an accurate cutting amount c (ab) is set. The spring force applied to the contact bar 22b by the coil spring 24 acts in the direction of arrow i in FIG.

次に、ホース8から圧縮空気を供給してエアモータ11aを回転させ、チップ取付部13を矢印h方向に回転させる。そして、アーム6の先端をラビリンスリング3の周方向(f又はg方向)に回転させて、マイクロメータ22の接触棒22bを倣い面3bに当てた状態で該接触棒22bを倣い面3bに沿って滑らせるとともに、切削用チップ14で短フィン4cを切削加工する。   Next, compressed air is supplied from the hose 8 to rotate the air motor 11a, and the tip mounting portion 13 is rotated in the direction of arrow h. Then, the tip of the arm 6 is rotated in the circumferential direction (f or g direction) of the labyrinth ring 3 so that the contact bar 22b of the micrometer 22 is brought into contact with the copying surface 3b, and the contact bar 22b is moved along the copying surface 3b. And the short fins 4c are cut with the cutting tip 14.

本実施形態によれば、まず、被加工物であるラビリンスリング3を固定盤1上に固定する場合に、正確な位置決め作業が不要となる。即ち、コイルバネ24の弾性力iがカッタ取付部6aに対して回転柱2側に作用しているので、マイクロメータ22の接触棒22bの先端面が常にラビリンスリング3の倣い面3bに押し当る状態となっている。そのため、ラビリンスリング3の固定位置を正確に位置決めしなくても正確な倣い加工が可能になる。   According to this embodiment, when the labyrinth ring 3 that is a workpiece is first fixed on the stationary platen 1, accurate positioning work is not required. That is, since the elastic force i of the coil spring 24 acts on the rotary column 2 side with respect to the cutter mounting portion 6a, the tip surface of the contact rod 22b of the micrometer 22 is always pressed against the copying surface 3b of the labyrinth ring 3. It has become. Therefore, accurate copying can be performed without accurately positioning the fixed position of the labyrinth ring 3.

また、位置調整ネジ21により切削対象となるラビリンスシール4の短フィン4cの先端位置に切削治具10の切削用チップ14を合わせてそれを基準位置とし、その後、マイクロメータ22の接触棒22bを前進させて切削量c(a−b)を設定するため、1度の切削動作で所望の切削量だけ切削できる。しかも、マイクロメータ22は1/100mm単位で接触棒22bを進退できるので、正確に切削量を設定でき、そのため、精度良い切削加工を行なうことができる。   Further, the cutting tip 14 of the cutting jig 10 is aligned with the tip position of the short fin 4c of the labyrinth seal 4 to be cut by the position adjusting screw 21, and this is used as a reference position. Since the cutting amount c (ab) is set by moving forward, it is possible to cut only a desired cutting amount by one cutting operation. In addition, since the micrometer 22 can advance and retract the contact rod 22b in units of 1/100 mm, the cutting amount can be set accurately, and therefore cutting with high accuracy can be performed.

また、切削治具10は、水平方向に放射状に突出されたチップ取付台13aを有するチップ取付部13を備え、チップ取付台13aにそれぞれ切削用チップ14が装着された構造であり、かつ切削用チップ14の外周端とスピンドル12の外径との距離xは、長フィン4bと短フィン4cとの距離yよりも長く構成されているので、狭隘空間nにある短フィン4cに切削用チップ14が到達でき、短フィン4cの切削加工が可能となる。
しかも、設定した切削量cを正確に切削加工できるので、1回の切削加工で済む。従って、グラインダや砥石を用いた場合のように、隙間確認や調整作業を何回も繰り返す必要がない。
The cutting jig 10 includes a chip mounting portion 13 having a chip mounting base 13a protruding radially in the horizontal direction, and has a structure in which cutting tips 14 are mounted on the chip mounting base 13a, respectively. Since the distance x between the outer peripheral end of the tip 14 and the outer diameter of the spindle 12 is longer than the distance y between the long fin 4b and the short fin 4c, the cutting tip 14 is placed in the short fin 4c in the narrow space n. Therefore, the short fin 4c can be cut.
Moreover, since the set cutting amount c can be accurately cut, only one cutting process is required. Therefore, it is not necessary to repeat the gap confirmation and adjustment work many times as in the case of using a grinder or a grindstone.

また、切削用チップ14は市販品を使用できるので、安価であり、また、四辺のうちのひとつの切削刃14aが摩耗したら、別な切削辺14aを切削位置にくるように装着し直すことで、全ての切削刃14aを使用可能である。従って、切削用チップ14の寿命を長くすることができ、メンテナンスコストを低減できる。   Moreover, since the cutting tip 14 can use a commercial item, it is inexpensive, and when one cutting blade 14a of the four sides is worn, another cutting side 14a is reattached so as to come to the cutting position. All cutting blades 14a can be used. Therefore, the life of the cutting tip 14 can be extended and the maintenance cost can be reduced.

さらに、本実施形態では、切削治具10の駆動源として圧縮空気を用いているため、工場等で容易に使用でき、電動モータを用いる場合のように商用電源のサイクル数の違いでカッタの性能が左右されない。また、エアモータ11aを用いているので、一旦かじりが起きて負荷変動が起きても、空気の弾性力で負荷変動を吸収することができるので、停止することなく、切削動作を維持できるので、滑らかな切削面を形成することができる。   Furthermore, in this embodiment, since compressed air is used as a drive source for the cutting jig 10, it can be easily used in a factory or the like, and the performance of the cutter can be varied depending on the number of cycles of the commercial power supply as in the case of using an electric motor. Is not affected. Further, since the air motor 11a is used, even if galling occurs and the load fluctuates, the load fluctuation can be absorbed by the elastic force of the air, so that the cutting operation can be maintained without stopping, so that smooth A smooth cutting surface can be formed.

なお、本実施形態では、ラビリンスシール4の短フィン4cを切削加工する場合であるが、当然のことながら、ラビリンスシール4の長フィン4bを切削加工する場合でも、本発明の切削治具を用いることができる。   In the present embodiment, the short fins 4c of the labyrinth seal 4 are cut. However, as a matter of course, the cutting jig of the present invention is used even when the long fins 4b of the labyrinth seal 4 are cut. be able to.

本発明の切削治具によれば、ラビリンスリングのフィンのように、狭隘空間に凹凸部が形成された被加工体の凹部の切削加工を可能とすることができる。   According to the cutting jig of the present invention, like a fin of a labyrinth ring, it is possible to cut a concave portion of a workpiece in which a concave and convex portion is formed in a narrow space.

本発明の一実施形態の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing the whole composition of one embodiment of the present invention. 前記実施形態のカッタ取付部を示す正面図である。It is a front view which shows the cutter attachment part of the said embodiment. 前記実施形態のチップ取付部の平面図である。It is a top view of the chip attachment part of the embodiment. 前記実施形態のチップ取付部の正面図である。It is a front view of the chip | tip attachment part of the said embodiment. 図2中のA−A断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. 図2中のB−B断面図である。It is BB sectional drawing in FIG. 従来のガスタービンのロータ軸端を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the rotor shaft end of the conventional gas turbine. (a)は従来のタービンロータ軸のラビリンスシール部を示す断面図であり、(b)はその拡大図である。(A) is sectional drawing which shows the labyrinth seal part of the conventional turbine rotor axis | shaft, (b) is the enlarged view. 従来の切削治具を示す縦断立面図である。It is a vertical elevation view which shows the conventional cutting jig.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定盤
2 回転柱
3 ラビリンスリング(被加工体)
3a 外周面(倣い面)
4 ラビリンスシール
4a フィン(凹凸部)
6 アーム
10 切削治具
12 スピンドル(回転軸)
21 位置調整ネジ
22 マイクロメータ
22b 接触棒(接触子)
24 コイルバネ(バネ力付勢手段)
a 切削前基準位置
b 切削位置
c 切り込み量
f、g 被加工物3の周方向
i バネ力
j 被加工物3の径方向
h チップ取付部13の回転方向
1 Fixed platen 2 Rotating column 3 Labyrinth ring (workpiece)
3a Outer peripheral surface (copy surface)
4 Labyrinth seal 4a Fin (uneven portion)
6 Arm 10 Cutting jig 12 Spindle (Rotating shaft)
21 Position adjusting screw 22 Micrometer 22b Contact rod (contact)
24 Coil spring (spring force biasing means)
Reference position before cutting b Cutting position c Cutting depth f, g Circumferential direction of workpiece 3 i Spring force j Radial direction of workpiece 3 h Direction of rotation of tip mounting portion 13

Claims (5)

狭隘な凹凸部が側面又は周面に沿って形成された被加工体に対して該凹凸部が形成された狭隘空間に切削刃を侵入させて該凹部を切削加工する切削治具において、
前記切削治具は、回転方向に対して半径方向に放射状に突出したチップ取付台を複数有するチップ取付部と、該チップ取付部を中心軸芯を中心に回転自在に支持する回転軸と、該チップ取付台に着脱可能に取り付けられた複数の切削用チップとからなり、
該チップ取付台に取り付けられた切削用チップの外周端は該回転軸外径より外側に位置し、該回転軸外径と該切削用チップの刃先までの距離が前記凹凸部の凹部と凸部間の距離より大であって、
該回転軸を介して該チップ取付部を該凹凸部が形成された狭隘空間に侵入させ該凹部を切削する位置に位置決めする移動位置決め手段を設け
該移動位置決め手段は、前記チップ取付部を進退させて前記切削用チップを前記被加工体の凹部に接触させた状態とする位置調整部材と、該位置調整部材に取り付けられ、該位置調整部材によって前記凹部に前記切削用チップを接触させて基準位置としてセットした後に前記切削用チップを切削量分だけ接触子を介してさらに前進させて切削量を設定するマイクロメータと、を備えることを特徴とする切削治具。
In a cutting jig for cutting a recess by allowing a cutting blade to enter a narrow space where the uneven portion is formed with respect to a workpiece in which a narrow uneven portion is formed along a side surface or a peripheral surface,
The cutting jig includes a chip mounting portion having a plurality of chip mounting bases radially projecting in a radial direction with respect to the rotation direction, a rotation shaft that rotatably supports the chip mounting portion around a central axis, It consists of multiple cutting tips removably attached to the tip mounting base,
The outer peripheral end of the cutting tip attached to the tip mounting base is located outside the outer diameter of the rotating shaft, and the distance between the outer diameter of the rotating shaft and the cutting edge of the cutting tip is the concave and convex portions of the concave and convex portions. Is greater than the distance between
Provided is a moving positioning means for positioning the tip mounting portion into a narrow space where the concave and convex portions are formed and positioning the concave portion through the rotating shaft at a position for cutting the concave portion ;
The movement positioning means includes a position adjusting member that moves the tip attaching portion forward and backward to bring the cutting tip into contact with the recess of the workpiece, and is attached to the position adjusting member. A micrometer that sets the cutting amount by bringing the cutting tip into contact with the recess and setting the reference position as a reference position, and further moving the cutting tip forward through the contact by the amount of cutting. Cutting jig to do.
前記移動位置決め手段は、前記切削用チップを前記凹部の切削面に押し当てる方向にバネ力を付与するバネ力付勢手段を備え、該バネ力付勢手段を介して前記回転軸を支持するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の切削治具。   The moving positioning means includes spring force biasing means for applying a spring force in a direction in which the cutting tip is pressed against the cutting surface of the recess, and supports the rotating shaft via the spring force biasing means. The cutting jig according to claim 1, wherein the cutting jig is configured as follows. 前記移動位置決め手段は、前記回転軸と一体的に設けられ、円弧状の被加工体に設けられた倣い面に接触する前記接触子と、該接触子を該倣い面に押し当てる方向にバネ力を付与するバネ力付勢手段と、からなることを特徴とする請求項1に記載の切削治具。 Said positioning means, said rotary shaft and provided integrally, and said contactor in contact with the scanning surface provided in a circular arc shape of the workpiece, the spring force in a direction of pressing the contacts into surface have該倣The cutting jig according to claim 1, further comprising: a spring force urging unit that applies 前記回転軸はエアモータにより回転駆動されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の切削治具。   The cutting jig according to claim 1, wherein the rotating shaft is driven to rotate by an air motor. 前記切削用チップは多角形をなし、多角形の各辺が個別に切削刃を構成し、多角形の任意の辺が前記凹凸部に対面する切削位置に取り付け可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の切削治具。   The cutting tip has a polygonal shape, each side of the polygon individually constitutes a cutting blade, and any side of the polygon can be attached to a cutting position facing the uneven portion. The cutting jig according to claim 1.
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