JP7072110B1 - 損傷部品の補修方法 - Google Patents
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Abstract
Description
表面が損傷した物品を補修する方法であって、
損傷領域を含む補修領域を除去加工により除去して凹状に形成する除去工程と、
レーザヘッドから加工面に対してレーザ光を照射するとともに、レーザ光の照射位置に対して設定された所定位置に粉末材料を供給して、該粉末材料を溶融しながら積層する付加加工により、凹状に形成された前記補修領域内を肉盛りする肉盛り工程とを含む補修方法において、
前記除去工程では、補修領域を、所定の水平な第1軸方向に沿った溝状の凹部に形成するとともに、少なくとも、前記第1軸方向の両縁部を所定の曲率を有する凹曲面に形成し、
前記肉盛り工程では、前記レーザヘッドから鉛直方向にレーザ光を照射するとともに、少なくとも前記凹曲面に前記付加加工を施す際には、前記レーザヘッドと加工面との距離が一定となるように、前記凹曲面の曲率中心を中心として、前記レーザヘッドに対して前記物品を揺動させながら前記付加加工を行うようにした損傷物品の補修方法に係る。
損傷領域を含む補修領域を除去加工により除去して凹状に形成する除去工程と、
レーザヘッドから加工面に対してレーザ光を照射するとともに、レーザ光の照射位置に対して設定された所定位置に粉末材料を供給して、該粉末材料を溶融しながら積層する付加加工によって、凹状に形成された前記補修領域内を肉盛りする肉盛り工程とを実施する補修方法において、
前記除去工程では、前記補修領域を凹球面に形成し、
前記肉盛り工程では、前記物品に、前記凹球面の中心軸回りに回転する動作と、前記凹球面の曲率中心を中心として揺動する動作との複合動作を行わせて、前記レーザヘッドから照射されるレーザ光の照射位置が、前記凹球面上で螺旋軌跡を描くようにした損傷物品の補修方法に係る。
まず、本発明の一具体例に係る補修方法を実施するための工作機械の概略構成について説明する。図1に示すように、本例の工作機械1は、ベッド2と、ベッド2に配設される第1サドル7及び揺動テーブル機構20、前記第1サドル7に配設される第2サドル8、この第2サドル8に配設される主軸頭9などから構成される。
次に、上記工作機械1を用いた本実施形態の補修方法について、図3-図9に基づいて説明する。
まず、工作機械1の主軸10に、前記工具Tとして、回転工具である工具TCを装着するとともに、前記ワークWとして、表面に欠損部Nを有する補修対象物品Wを工作機械1のテーブル24上に載置し、固定する。尚、本例では、工具TCとしてボールエンドミルを用いるがこれに限定されるものではない。また、本例では、欠損部Nの長手方向が前記X軸に沿うように、テーブル24上に固定するが、これに限られるものではない。
1)前記主軸10を、前記X軸方向において、その軸線が前記回転軸A1と重なる位置に位置決めする(図3、図5参照)。
2)前記主軸10を、前記Z軸方向において、工具TCの下端が補修領域Rの底面と接する位置に位置決めする(図5参照)。
3)テーブル24をB軸プラス方向に揺動させて、工具TCと補修対象物品Wとが干渉しない角度に振り上げる(図5の一点鎖線で示した左側の図を参照)。
4)前記主軸10を、前記Y軸方向において、前記工具TCの外周面が前記補修領域の仮想の内周面と接触する位置、本例では、Y軸プラス方向側に位置決めする(図6参照)。
1)前記主軸10を、前記X軸方向において、その軸線が前記回転軸A1と重なる位置に位置決めする(図7、図8参照)。
2)前記主軸10を、前記Z軸方向において、レーザ加工ヘッドTLの下端が補修領域Rの底面より上方に位置し、レーザ光の照射位置(焦点位置)が補修領域Rの底面上に位置するように位置決めする(図8参照)。
3)テーブル24をB軸プラス方向に揺動させて、レーザ加工ヘッドTLと補修対象物品Wとが干渉しない角度に振り上げる(図8の一点鎖線で示した左側の図を参照)。
4)前記主軸10を、前記Y軸方向において、前記レーザ加工ヘッドTLの外面が前記補修領域Rの内周面から所定距離だけ内側に離れた位置、本例では、Y軸プラス方向側に位置決めする(図9参照)。
2 ベッド
10 主軸
20 揺動テーブル機構
24 テーブル
A1 回転軸
N 欠損部
R 補修領域
TC 工具
TL レーザ加工ヘッド
W 補修対象物品(ワーク)
Claims (3)
- 表面が損傷した物品を補修する方法であって、
回転工具を用いた除去加工、及びレーザヘッドを用いた付加加工の双方を実行することができる一つの工作機械を用いて、
損傷領域を含む補修領域を、前記回転工具を用いた除去加工により除去して凹状に形成する除去工程と、
前記レーザヘッドから加工面に対してレーザ光を照射するとともに、レーザ光の照射位置に対して設定された所定位置に粉末材料を供給して、該粉末材料を溶融しながら積層する付加加工により、凹状に形成された前記補修領域内を肉盛りする肉盛り工程とを実行し、
前記除去工程では、前記補修領域を、所定の水平な第1軸方向に沿った溝状の凹部に形成し、且つ少なくとも、前記第1軸方向の両縁部を所定の曲率を有する凹曲面に形成するとともに、前記凹曲面を形成する際には、前記凹曲面の曲率中心を中心として、前記回転工具に対して前記物品を揺動させながら除去加工を行い、
前記肉盛り工程では、前記レーザヘッドから鉛直方向にレーザ光を照射するとともに、少なくとも前記凹曲面に前記付加加工を施す際には、前記レーザヘッドと加工面との距離が一定となるように、前記凹曲面の曲率中心を中心として、前記レーザヘッドに対して前記物品を揺動させながら前記付加加工を行い、更に、前記第1軸に沿った両側面と底面との接続部に前記付加加工を施す際には、前記レーザヘッドを溝内側に傾斜させるようにしたことを特徴とする損傷物品の補修方法。 - 前記除去工程では、前記補修領域の両凹曲面間を平面に形成し、
前記肉盛り工程では、前記平面に前記付加加工を施す際には、前記レーザヘッドと前記物品とを、前記平面に沿って相対的に移動させるようにしたことを特徴とする請求項1記載の損傷物品の補修方法。 - 前記肉盛り工程では、前記レーザヘッドと前記物品とを前記第1軸と直交する第2軸方向に所定ピッチで相対的に移動させ、且つ前記レーザ光を、前記物品に対して、前記第1軸を含む鉛直平面内で相対的に走査させることによって前記付加加工を施すようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の損傷物品の補修方法。
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