JP6672466B2 - 遠心式回転機械の製造方法、及びそのインペラの製造方法 - Google Patents
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Description
軸線を中心として円板状のディスクと、前記ディスクの外周面上に、前記軸線に対する周方向に互いに離間して設けられている複数のブレードと、前記ディスクとの間で複数の前記ブレードを挟み込むカバーと、を有し、前記ディスクと前記カバーとの相互間であって複数の前記ブレードの相互間に、前記軸線が延びる軸方向の一方側である軸方向前側から流入した流体を前記軸線に対する径方向外側に流出させる流路が形成されている、遠心式回転機械のインペラを一のブロックから形成するインペラの製造方法である。このインペラの製造方法は、互いに種類の異なる複数の工具を用いて、前記ブロック中で前記流路になる流路領域を切削する流路切削工程を実行する。前記流路切削工程は、複数の前記工具のうちの一工具である粗切削工具を用いて切削する粗切削工程と、前記粗切削工程後に、複数の前記工具のうちの一工具である中/仕上切削工具を用いて前記粗切削工程での切削残りを切削する中/仕上切削工程と、複数の前記工具のうちの一工具である残り切削工具を用いて前記中/仕上切削工程での切削残りを切削する残り切削工程と、を含む。前記流路切削工程で用いる複数の前記工具は、いずれも、工具軸線を中心とし、少なくとも外周に刃が形成されている工具本体と、前記工具本体が固定されて、前記工具軸線を中心して前記工具軸線が延びる工具軸方向に長い柄と、を有する。前記残り切削工具における前記工具本体の最大外径は、前記残り切削工具における前記柄の最小外径よりも大きく、前記残り切削工具における前記工具本体は、前記残り切削工具における前記工具本体に対する前記柄の側である工具後側成分を含む方向に向いている後刃を有する。前記粗切削工程は、前記インペラで前記流体が流入する入口になる前記ブロック中の入口領域と前記インペラで前記流体が流出する出口になる前記ブロック中の出口領域とのうち、一方の領域から前記ブロック内に前記粗切削工具を入れて前記流路領域を切削する第一粗切削工程と、前記第一粗切削工程後に、前記出口領域と前記入口領域とのうち、他方の領域から前記ブロック内に前記粗切削工具を入れて前記流路領域を切削する第二粗切削工程と、を含む。前記中/仕上切削工程は、前記第二粗切削工程後に、前記ブロック中の前記他方の領域から前記ブロック内に前記中/仕上切削工具を入れて、前記流路領域を切削する第一中/仕上切削工程と、前記第一中/仕上切削工程後に、前記ブロック中の前記一方の領域から前記ブロック内に前記中/仕上切削工具を入れて、前記流路領域を切削する第二中/仕上切削工程と、を含む。前記残り切削工程は、前記第二中/仕上切削工程後に、前記ブロック中の前記一方の領域から前記ブロック内に前記残り切削工具を入れて、前記流路領域を切削する第一残り切削工程を含む。
さらに、当該製造方法では、第二粗切削工程と第一中/仕上切削工程とは、共に、出口領域と入口領域とのうちの他方の領域から工具を流路領域に入れる。よって、当該製造方法では、第二粗切削工程後に、工作機械のテーブルに対するブロックの向きを変えずに、第一中/仕上切削工程を実行することができる。当該製造方法では、第二中/仕上切削工程と第一残り切削工程とは、共に、出口領域と入口領域とのうちの一方の領域から工具を流路領域に入れる。よって、当該製造方法では、第二中/仕上切削工程後に、工作機械のテーブルに対するブロックの向きを変えずに、第一残り切削工程を実行することができる。
前記第一態様の前記インペラの製造方法において、前記残り切削工程では、前記残り切削工具を回転させつつ、前記工具後側成分を含む方向に前記残り切削工具を移動させて、前記残り切削工具の前記後刃で、前記粗切削工程での切削残りを切削する工程を含む。
前記第一又は前記第二態様の前記インペラの製造方法において、前記工具軸線に対して垂直な方向で、前記柄の最小外径となる位置での外周面から前記工具本体の外周のうちで最大外径になる位置までの距離である張出量は、複数の前記工具のうちで、前記残り切削工具が最大である。
前記第一から前記第三態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記柄の最小外径は、複数の前記工具のうちで、前記残り切削工具が最少である。
前記第一から前記第四態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記工具本体の最大外径は、複数の前記工具のうちで、前記残り切削工具が最少である。
前記第一から前記第五態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記残り切削工具の前記工具本体は、前記工具軸線を含む仮想平面内で、200°以上の範囲で前記刃が形成されている。
前記第一から前記第六態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記残り切削工具の前記工具本体は、前記工具軸線を含む仮想平面内で、240°以上の範囲で前記刃が形成されている。
前記第一から前記第七態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記中/仕上切削工具における前記柄の前記先端部の外径は、前記粗切削工具における前記柄の前記先端部の外径以下である。
前記第一から前記第八態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記中/仕上切削工具における前記工具本体の最大外径は、前記粗切削工具における前記工具本体の最大外径以下である。
前記第一から前記第九態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記中/仕上切削工具は、ボールエンドミルである。
前記第一から前記第十態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記粗切削工具は、ラジアスエンドミルである。
前記第一から前記第十一態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法において、前記残り切削工具は、ロリポップミルである。
前記第一から前記第十二態様のうちのいずれかの前記インペラの製造方法を実行すると共に、前記インペラが装着され、前記軸線を中心とする回転軸と、前記インペラを覆うケーシングとを含む部品を準備する準備工程と、前記インペラと、前記回転軸及び前記ケーシングを含む前記部品とを組み合わせる組立工程と、を実行する。
Dt1≧Dt2≧Dt3
よって、残り切削工具60cの工具本体61cの最大外径Dt3は、基本的に、三種類の切削工具60a,60b,60cの工具本体61a,61b,61cの最大外径Dt1,Dt2,Dt3のうちで最少になる。但し、残り切削工具60cの工具本体61cの最大外径Dt3は、中/仕上切削工具60bの工具本体61bの最大外径Dt2と同じであってもよい。
Ds1≧Ds2>Ds3
よって、残り切削工具60cの柄65cの最小外径Ds3は、三種類の切削工具60a,60b,60cの柄65a,65b,65cの最小外径Ds1,Ds2,Ds3のうちで最少になる。
11:ラジアル軸受
12:スラスト軸受
20:ケーシング
21:吸込流路
22:吐出流路
23:中間流路
30:インペラ
31:ディスク
32:外周面
33:背面
34,34a:軸孔
35:ブレード
36:カバー
37:内周面
38:外周面
39:フィレット部
41:インペラ内流路
42:入口
43:出口
50:中間ブロック
51:流路領域
52:入口領域
53:出口領域
55:切削残り
60a:粗切削工具
60b:中/仕上切削工具
60c:残り切削工具
61a,61b,61c:工具本体
62:後刃
65a,65b,65c:柄
66a,66b,66c:シャンク
67a,67b,67c:ホルダ
68a,68b,68c:基端
70:テーブル
Ar:軸線
At1,At2,At3:工具軸線
Da:軸方向
Dab:軸方向後側
Daf:軸方向前側
Dc:周方向
Dr:径方向
Dri:径方向内側
Dro:径方向外側
Dta:工具軸方向
Dtb:工具後側
OH:張出量
Claims (11)
- 軸線を中心として円板状のディスクと、前記ディスクの外周面上に、前記軸線に対する周方向に互いに離間して設けられている複数のブレードと、前記ディスクとの間で複数の前記ブレードを挟み込むカバーと、を有し、前記ディスクと前記カバーとの相互間であって複数の前記ブレードの相互間に、前記軸線が延びる軸方向の一方側である軸方向前側から流入した流体を前記軸線に対する径方向外側に流出させる流路が形成されている、遠心式回転機械のインペラを一のブロックから形成するインペラの製造方法において、
互いに種類の異なる複数の工具を用いて、前記ブロック中で前記流路になる流路領域を切削する流路切削工程を実行し、
前記流路切削工程は、複数の前記工具のうちの一工具である粗切削工具を用いて切削する粗切削工程と、前記粗切削工程後に、複数の前記工具のうちの一工具である中/仕上切削工具を用いて前記粗切削工程での切削残りを切削する中/仕上切削工程と、複数の前記工具のうちの一工具である残り切削工具を用いて前記中/仕上切削工程での切削残りを切削する残り切削工程と、を含み、
前記流路切削工程で用いる複数の前記工具は、いずれも、工具軸線を中心とし、少なくとも外周に刃が形成されている工具本体と、前記工具本体が固定されて、前記工具軸線を中心して前記工具軸線が延びる工具軸方向に長い柄と、を有し、
前記残り切削工具における前記工具本体の最大外径は、前記残り切削工具における前記柄の最小外径よりも大きく、前記残り切削工具における前記工具本体は、前記残り切削工具における前記工具本体に対する前記柄の側である工具後側成分を含む方向に向いている後刃を有し、
前記粗切削工程は、
前記インペラで前記流体が流入する入口になる前記ブロック中の入口領域と前記インペラで前記流体が流出する出口になる前記ブロック中の出口領域とのうち、一方の領域から前記ブロック内に前記粗切削工具を入れて前記流路領域を切削する第一粗切削工程と、
前記第一粗切削工程後に、前記出口領域と前記入口領域とのうち、他方の領域から前記ブロック内に前記粗切削工具を入れて前記流路領域を切削する第二粗切削工程と、を含み、
前記中/仕上切削工程は、
前記第二粗切削工程後に、前記ブロック中の前記他方の領域から前記ブロック内に前記中/仕上切削工具を入れて、前記流路領域を切削する第一中/仕上切削工程と、
前記第一中/仕上切削工程後に、前記ブロック中の前記一方の領域から前記ブロック内に前記中/仕上切削工具を入れて、前記流路領域を切削する第二中/仕上切削工程と、を含み、
前記残り切削工程は、
前記第二中/仕上切削工程後に、前記ブロック中の前記一方の領域から前記ブロック内に前記残り切削工具を入れて、前記流路領域を切削する第一残り切削工程を含む、
インペラの製造方法。 - 請求項1に記載のインペラの製造方法において、
前記残り切削工程では、前記残り切削工具を回転させつつ、前記工具後側成分を含む方向に前記残り切削工具を移動させて、前記残り切削工具の前記後刃で、前記粗切削工程での切削残りを切削する工程を含む、
インペラの製造方法。 - 請求項1又は2に記載のインペラの製造方法において、
前記工具軸線に対して垂直な方向で、前記柄の最小外径になる位置での外周面から前記工具本体の外周のうちで最大外径になる位置までの距離である張出量は、複数の前記工具のうちで、前記残り切削工具が最大である、
インペラの製造方法。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のインペラの製造方法において、
前記柄の最小外径は、複数の前記工具のうちで、前記残り切削工具が最少である、
インペラの製造方法。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のインペラの製造方法において、
前記工具本体の最大外径は、複数の前記工具のうちで、前記残り切削工具が最少である、
インペラの製造方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のインペラの製造方法において、
前記残り切削工具の前記工具本体は、前記工具軸線を含む仮想平面内で、200°以上の範囲で前記刃が形成されている、
インペラの製造方法。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載のインペラの製造方法において、
前記残り切削工具の前記工具本体は、前記工具軸線を含む仮想平面内で、240°以上の範囲で前記刃が形成されている、
インペラの製造方法。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のインペラの製造方法において、
前記中/仕上切削工具における前記柄の最小外径は、前記粗切削工具における前記柄の最小外径以下である、
インペラの製造方法。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のインペラの製造方法において、
前記中/仕上切削工具における前記工具本体の最大外径は、前記粗切削工具における前記工具本体の最大外径以下である、
インペラの製造方法。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のインペラの製造方法において、
前記中/仕上切削工具は、ボールエンドミルである、
インペラの製造方法。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の前記インペラの製造方法を実行すると共に、
前記インペラが装着され、前記軸線を中心とする回転軸と、前記インペラを覆うケーシングとを含む部品を準備する準備工程と、
前記インペラと、前記回転軸及び前記ケーシングを含む前記部品とを組み合わせる組立工程と、
を実行する遠心式回転機械の製造方法。
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