JPH0116608B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内表面に突起部が形成される半球殻を
真球に加工するための方法に関し、特に大型の球
形耐圧殻に応用して好適なものである。

海洋底等を調査するための深海潜水船において
は、乗員が搭乗する部分が球形とされた耐圧殻と
なつており、この耐圧殻には出入りのためのハツ
チや覗き窓あるいは各種ケーブル等を通す穴を形
成しなければならない。一般に、耐圧殻は真球に
加工された一対の半球殻を溶接接合することで仕
上げられるが、接合前に半球殻にハツチ取付用の
フランジや覗き窓のサツシあるいはケーブル貫通
穴等を加工しておく方が作業性や溶接にともなう
耐圧殻の熱的悪影響を防止する上で好ましい。

このような半球殻の内周壁を真球に加工する場
合、ミーリング用工具を三次元的に移動させて半
球殻の内周壁を削り出したり、ミーリング用工具
をXZ軸方向に移動させると共に半球殻をターン
テーブルで回転させながら内周壁を削り出すこと
が考えられる。ところが、このような方法では、
深海潜水船の耐圧殻のように大型部品となると、
ミーリング用工具を取付けるアームが長くなつて
切削時にかかる反力にアームの剛性が耐えられず
所期の精度が得られない。また、ハツチ取付用の
フランジや覗き窓のサツシ等の突起物が半球殻の
内周壁から突出していると、上述した切削による
加工では、突起物を挾んでミーリング用工具の反
対側部分が死角となり削り残しが生じてしまう。
これはミーリング用工具が突起物に干渉するため
である。

従つて従来ではフランジやサツシ等の厚肉金物
を半球殻に溶接する前に半球殻の内周壁を真球加
工し、こののち半球殻に大径の取付穴を穿設して
厚肉金物を嵌め込んで溶接するようにしていた。
この結果、仕上がつた半球殻には溶接歪が残留す
ることとなり、所定の耐圧力を確保するためには
どうしても理論設計値以上に耐圧殻の肉厚を厚く
しなければならなかつた。この肉厚の増大は深海
調査船の重量増大を招き、その機動性をそこねる
こととなると共に船体の大型化および高コスト化
を招くという欠点がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、厚
肉金物が取付けられた半球殻の内周壁を精度良く
しかも削り残しが生じないように加工できる半球
殻内周壁の加工方法を提供し、もつて耐圧力を確
保しつつ重量軽減を図ることを目的とする。

かかる目的を達成する本発明の半球殻内周壁の
加工方法は、内周壁の一部に突起部が形成された
半球殻の対称軸を中心としてこの半球殻を回転さ
せ回転円周上に前記突起部が形成されていない前
記内周壁の部分を旋削加工する第一工程と、前記
半球殻をその対称軸を中心として所定量づつ回転
させ且つ前記半球殻外縁から中心に向い内周面に
沿つた中心周線上に沿つてフライス工具を移動さ
せると共にこのフライス工具を回転させながら、
前記中心周線上に前記突起部が形成されている前
記内周壁および前記第一工程で旋削加工した部分
を除く前記内周壁の部分をフライス加工する第二
工程と、前記半球殻を固定した状態で前記突起部
の中心軸線上に回転軸が位置するようにサーフエ
ーシング加工装置を配設し、切削工具を装着した
前記サーフエーシング加工装置を回転させて前記
半球殻の内周壁のうち前記第一工程および前記第
二工程で加工した部分を除く範囲を含む円内の前
記内周壁面を倣い加工する第三工程とからなるこ
とを特徴とする。

したがつて、あらかじめ厚肉金物を半球殻に溶
接してから半球殻の内周壁を切削加工できるため
溶接歪の影響を受けることなく半球殻の内周壁を
工作機械の加工精度に対応した真球に仕上げるこ
とが可能となる。この結果、半球殻の肉厚を最小
限に抑えることができ耐圧殻の軽量化ひいては深
海調査船の小型化および低コスト化が達成できる
のである。

以下、本発明の半球殻内周壁の加工方法の一実
施例についてその前処理工程を表す第１図ａ〜ｃ
および切削加工工程を表す第２図〜第４図を参照
して詳細に説明する。

加工前の素材は、第１図ａに示すように、半球
状に形成された半球殻素材１が用いられ、この半
球殻素材１の所定の位置に第１図ｂに示すような
大径の穴２を穿設し、ここに第１図ｃに示すよう
にケーブル貫通穴３が形成された厚肉金物４およ
び覗き窓５用の厚肉金物６をそれぞれ嵌め込んで
溶接する。尚、本実施例ではケーブル貫通穴３用
の厚肉金物４および覗き窓５用の厚肉金物６を半
球殻素材１の大径の穴２に嵌め込んで溶接した
が、場合によつてはいずれか一方のみが嵌め込み
溶接されたり或いはハツチ用の厚肉金物等が嵌め
込み溶接されることもある。

このように前処理がなされた半球殻素材１は、
第２図ａに示すように、立型旋盤１１の回転テー
ブル１２上へ載置するが、半球殻素材１の内周壁
が上向きの状態でその対称軸Ｃが回転テーブル１
２の軸心と一致するように固定用治具１３を介し
て確実に位置決め固定する。

次に、回転テーブル１２を駆動回転すると共に
刃物台１４に取付けられたバイト１５を半球殻素
材１の半径方向および垂直上下方向に送り移動
し、第２図ｂに示すように、半球殻素材１の回転
円周上でバイト１５が厚肉金物４，６と接触しな
い交差斜線の部分、すなわち外周部分と中心部分
とを旋削加工する。この場合、バイト１５の先端
の移動軌跡が半球殻素材１の仮想中心を中心とす
る一定曲率半径の円弧となるように数値制御装置
により制御される。以上が第一工程としての旋削
加工である。

こののち、第３図ａに示すように今度は垂直架
台１６に回転自在に取付けられた垂直回転テーブ
ル１７に対して半球殻素材１をその対称軸Ｃが水
平で、垂直回転テーブル１７の回転中心軸と同軸
になるように固定用治具１８を介して固定すると
共に固定用治具１８の外周面に当接する駆動ロー
ラ１９によつて半球殻素材１を所定量づつ送り回
転（対称軸Ｃを中心に）できるようにする。一
方、横中ぐり盤２０に取付けられたアンギユラー
アタツチメント２１の先端部にフライス工具とし
てボールエンドミル２２を取付け、アンギユラー
アタツチメント２１によりボールエンドミル２２
の角度を適当に調整しボールエンドミル２２を自
転させると共に半球殻素材１の外縁から中心に向
い内周面に沿つて移動させて第３図ｂに交差斜線
で示すように厚肉金物４，６および既に第一工程
で旋削した部分を除く半球殻素材１の内周壁をフ
ライス加工する。この場合、ボールエンドミル２
２は横中ぐり盤２０のXYZ軸３軸駆動により３
次元的に球面を加工するが、NCプログラム作成
の簡素化のため第３図ｃに拡大して示すように中
心経線ｌの両側を長方形に削り、削り終つたのち
所定量づつ回転させることを繰り返すことで切削
するようにしても良い。このように切削すると重
複してボールエンドミルが移動する部分があるが
何んら問題はない。以上が第二工程としてのフラ
イス加工である。

次に、厚肉金物４，６部分を切削する。第４図
ａに示すように、アンギユラーアタツチメント２
１の先端部の面板２３にはサーフエーシング加工
装置３１が取付けられ、サーフエーシング加工装
置３１の回転軸は厚肉金物４，６の中心軸（Ａ
軸）線上に位置している。サーフエーシング加工
装置３１には切削工具としてバイト２４が装着さ
れている。まず、アンギユラーアタツチメント２
１の先端部の面板２３と垂直回転テーブル１７に
固定された半球殻素材１の厚肉金物４，６の表面
とが同軸に対向するように固定用治具１８の外周
面に当接する駆動ローラ１９を駆動して半球殻素
材１を回転すると共に面板２３の傾斜角を調整す
る。こののち、アンギユラーアタツチメント２１
の面板２３をＡ軸回りで回転駆動してサーフエー
シング加工装置３１の回転に伴つてその半径方向
（図中矢印Ｙ方向）に移動するバイト２４により
第４図ｂの交差斜線の部分に示すように厚肉金物
４，６の表面を面切削する。この場合、バイト２
４の放射方向（図中Ｘ方向）および半径方向の移
動は倣い板２５および倣いローラ２６でなる倣い
装置により行ない所定の厚肉金物４，６の半球殻
素材１の内周壁から突出する表面を三次元加工す
る。尚、倣い板２５は厚肉金物４，６等の形状が
異なる場合にはその都度交換すると共にアンギユ
ラーアタツチメント２１の面板２３の角度および
位置を所定の角度および位置に調整する。

こうして厚肉金物４，６の表面を面切削する
が、第４図ｃに拡大して示うように、第一工程及
び第二工程で加工されない厚肉金物４，６の周囲
が略長方形４１であるので、この略長方形４１の
部分の未加工部分を含む円周範囲４２でバイト２
４を旋回させて三次元切削加工を行なう。この場
合にも一部重複加工部分（第４図ｃ中斜線部分）
があるが製品には何んら問題とならない。そし
て、１個の厚肉金物について切削が完了したの
ち、再び所定の位置および角度に他の厚肉金物を
調整して同様に加工を行なう。以上が第三工程と
しての切削加工である。

こうして３段階に分けて加工を行なうことでフ
ライス加工（ミーリング加工）範囲が少なくな
り、工具保持アームの剛性許容範囲内で加工でき
ると共に、加工の死角がなくなり、半球殻素材１
の内周壁を完全な真球に加工できる。

尚、上記実施例で説明した第２図ａの切削加
工、第３図ａのフライス加工、第４図ａの切削加
工は上記順序で実施する場合に限らず、これらの
順序を入れ替えて実施するようにしても良い。ま
た、第２図に示した立型旋盤１１の刃物台１４の
代りにアンギユラーアタツチメント２１を装着
し、面板２３を何んらかの手段で駆動すれば半球
殻素材１を段取り替えすることなく回転テーブル
１２上に固定したまま作業を継続させることが可
能となる。

以上、実施例とともに具体的に説明したように
本発明方法によれば内周壁に突起部がある半球殻
であつてもその内周壁を真球に仕上げることがで
き、耐圧殻を加工する場合には肉厚を最小限に抑
えて軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃは本発明による半球殻内周壁の加
工方法の一実施例における厚肉金物の嵌め込み溶
接手順を表す作業工程図、第２図ａ、第３図ａ、
第４図ａはその半球殻内周壁の真球加工手順を表
す作業工程図、第２図ｂ、第３図ｂ、第４図ｂは
それぞれの工程における加工部分を表す加工位置
概念図、第３図ｃ、第４図ｃは加工部分の拡大図
である。 図面中、１は半球殻素材、４，６は厚肉金物、
１１は立型旋盤、１２は回転テーブル、１５，２
４はバイト、２２はボールエンドミル、１６は垂
直架台、１７は垂直回転テーブル、１９は駆動ロ
ーラ、２０は横中ぐり盤、２１はアンギユラーア
タツチメント、２３は面板、２５は倣い板、２６
は倣いローラである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内周壁の一部に突起部が形成された半球殻の
   対称軸を中心としてこの半球殻を回転させ回転円
   周上に前記突起部が形成されていない前記内周壁
   の部分を旋削加工する第一工程と、 前記半球殻をその対称軸を中心として所定量づ
   つ回転させ且つ前記半球殻外縁から中心に向い内
   周面に沿つた中心周縁上に沿つてフライス工具を
   移動させると共にこのフライス工具を回転させな
   がら、前記中心周線上に前記突起部が形成されて
   いる前記内周壁および前記第一工程で旋削加工し
   た部分を除く前記内周壁の部分をフライス加工す
   る第二工程と、 前記半球殻を固定した状態で前記突起部の中心
   軸線上に回転軸が位置するようにサーフエーシン
   グ加工装置を配設し、切削工具を装着した前記サ
   ーフエーシング加工装置を回転させて前記半球殻
   の内周壁のうち前記第一工程および前記第二工程
   で加工した部分を除く範囲を含む円内の前記内周
   壁面を倣い加工する第三工程とからなることを特
   徴とする半球殻内周壁の加工方法。