JPH07195218A - 工作機械及びその使用方法 - Google Patents

工作機械及びその使用方法

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JPH07195218A
JPH07195218A JP6333120A JP33312094A JPH07195218A JP H07195218 A JPH07195218 A JP H07195218A JP 6333120 A JP6333120 A JP 6333120A JP 33312094 A JP33312094 A JP 33312094A JP H07195218 A JPH07195218 A JP H07195218A
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JP
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axis
machine tool
machining
angle
tool carrier
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JP6333120A
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Paul Kobler
コブラー パウル
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SHIYUTAARUFUREESUMASHIINEN AG
STARRFRAESMAS AG
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SHIYUTAARUFUREESUMASHIINEN AG
STARRFRAESMAS AG
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Publication date
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23C3/18—Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易かつ強靱な構造の工作機械及びその使用
方法の提供。 【構成】 ５軸駆動の工作機械の工具キャリヤ（４）は
加工軸（５）を鋭角に横切る旋回軸（７）を中心に旋回
し、フライスヘッド（６）は加工軸（５）を中心に回転
する。上記傾角は３０度〜６０度、特に４５度であるこ
とが好ましい。その結果全ての駆動軸にほんの僅かな補
償運動を分配するだけで、所望の旋回運動を得ることが
できる。しかも工具キャリヤを短くできるので、その変
形を小さくすることができ、高度の安定性と精度が得ら
れる。更に９０度以上の旋回角を装置間の衝突を起こさ
ずに得ることができので、被加工物に対する切削刃のア
ライメントの自由度が高く、高品質の加工表面が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は請求項１の前文に記載の
工作機械並びにその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の工作機械はＢＯＳＴＯＮ ＤＩ
ＧＩＴＡＬ社発行のカタログ「ＢｏｓｔｏｎＭａｔｉｃ
５−ＡＸＩＳ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＣＯＮＴＯＵＲ
ＩＮＧＳＹＳＴＥＭ」によって知られている。この種の
工作機械では、工具キャリヤがそれを中心に旋回するこ
とのできる旋回軸は加工領域における加工軸を横切るよ
うに構成されている。かかる構成は次のような利点を備
えている。即ち、被加工物の表面の向きに最適な状態で
切削工具を適合させるために切削工具を旋回させる間、
通常は全ての軸に対して分配される必要のある補償運動
を僅かなもにすることができる点である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記カ
タログに示されている工作機械の旋回軸は加工軸に対し
て直角であり、この構造が種々の不利な点を残すことに
なっている。すなわち、工具キャリヤはＵ字形に構成さ
れており、従って非常に複雑に構成され、特に長尺なも
のとなっている。そのため、切削工具に作用する反力が
比較的大きく、工具キャリヤを変形させてしまうことに
なる。かかる理由のため、その構造は強靱なものとはな
らず、加工精度に対する要求が非常に高度な場合には、
その構造には種々の困難が伴うか、または少なくとも大
型なものとなる。
【０００４】更に、工具キャリヤの旋回は一つの面内で
のみ可能であるため、必然的に被加工物を取り付けた被
加工物取付け台の設置方法も制限されてしまう。かかる
構造により、９０度以下の旋回角に於いてさえも装置間
の衝突を起すおそれがあるため、旋回範囲も制限されざ
るを得ない。
【０００５】本発明は、従来の工作機械が有する上記欠
点を改善することを意図するものであり、構造が簡単、
かつ強靱であって、そのため少ない経費によって高い精
度を得ることが可能な新規かつ改良された工作機械及び
その使用方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に基づいて構成された工作機械は、被加工物
取付け台（１０）並びに加工軸（５）を中心に回転する
フライスヘッド（６）を保持し、加工軸（５）と正の傾
角（α）をなしてフライスヘッド（６）の近傍を横切る
旋回軸（７）を中心に回転可能な工具キャリヤ（４）を
備えており、その傾角（α）は鋭角、好ましくは３０度
と６０度との間、さらに好ましくは４５度に構成されて
いる。
【０００７】また、上記工作機械において、被加工物取
付け台（１０）は回転台（９）に設けられ、その回転軸
は前記加工軸（５）と正の角度を形成し、前記工具キャ
リヤ（４）は前記被加工物取付け台（１０）に対して接
近・離間可能に構成されている。そして、工具キャリヤ
（４）は三つの移動軸に沿って被加工物取付け台（１
０）に対して移動可能なように構成される。
【０００８】その場合に、工具キャリヤ（４）は旋回軸
（７）を中心に回転が可能なように第２の送り台（３）
に接続されており、この第２の送り台（３）は第１の送
り台（２）上にある第２の移動軸に沿って移動可能に設
けられ、この第１の送り台（２）は第２の移動軸に直交
する第１の移動軸に沿う移動が可能であって、これら第
１及び第２移動軸の一つ、好ましくは第１の移動軸が、
回転台（９）の回転軸に平行であるように構成される。
【０００９】また本発明の別の観点によれば、上記のよ
うに構成された工作機械の使用方法が提供され、その第
１の方法は、タービン用又はエンジン用の羽根の加工に
使用する方法である。その場合に、タービン用又はエン
ジン用の羽根はその長手方向の軸を中心に回転され、そ
の長手方向に沿う互いに続く周囲加工経路にしたがって
加工される。また上記工作機械を、コンプレッサ用の羽
根の加工に使用することも可能である。
【００１０】
【作用】本発明に基づいて構成された工作機械において
は、旋回軸（７）が加工軸（５）となす角が鋭角となっ
ているため、フライスヘッド（６）の切削刃は旋回軸受
けから比較的短い距離にあり、工具キャリヤ（４）は直
線的な短い構造とすることができる。そのあため、フラ
イスヘッド（６）の支持構造は極めて強固になり、加工
精度を害なう工具キャリヤ（４）の変形を最小限にす
る。また本発明による工作機械は、高度な品質の表面を
複雑な形状で仕上げねばならないタービンや発電装置の
羽根、並びにコンプレッサの羽根のフライス加工に特に
適している。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例を示す図面を参照して本
発明を詳述する。本発明は原則として工作機械の構造に
関し、その実施に当たっては、当業者に何らの困難を与
えるものではないので、添付の図面には本発明による工
作機械を主として概略図として示してある。
【００１２】平行六面体の形をしたコラム１の上側部に
は、図１の画面に直角方向に設けた水平な第１の移動軸
に沿って移動可能に載設された第１の送り台２が設けら
れ、この第１の送り台２は第１の移動軸に直交する水平
な第２の移動軸に沿って移動可能な第２の送り台３を支
持している。第２の送り台３は工具キャリヤ４を支持
し、この工具キャリヤ４はその決められた位置に取り付
けられる切削工具を加工軸５を中心に回転自在に保持す
るフライスヘッド６として設計されている。工具キャリ
ヤ４は旋回軸７を中心に旋回可能になるようにして第２
の送り台に取り付けられる。コラム１の前側部には、工
具キャリヤ４に対して垂直移動軸に沿って接近・離間移
動が可能な第３の送り台８が設けられる。この第３の送
り台８は被加工物取付け台１０を備えた回転台９（その
部品類は図１、３では省略されている）を支持すると共
に、被加工物取付け台１０は回転台９に回転自在に載設
されている。この場合の回転軸は第１の移動軸に平行で
ある。
【００１３】被加工物１１であるタービンの羽根はその
縦軸を中心に回転可能に被加工物取付け台に固定され
る。旋回軸７はフライスヘッド６の先端部を通り、この
位置で加工軸５と４５度の傾角αで交差する。これら５
つの軸全てが駆動され、その動きはプログラム制御され
る。
【００１４】もっとも重要なことはフライスヘッド６と
被加工物１１との間の相対運動の可能性であることは勿
論である。工作機械の構造を上述のものとはその細部に
ついて全く違ったものにすることは可能である。従っ
て、図５に示す例のように、第１の送り台２をコラム１
の前側部に水平移動可能に設け、これに対し工具キャリ
ヤ４をその底部に支持している第２の送り台３を垂直移
動軸に沿って移動させることもできる。この場合、回転
台（図示せず）はコラム１に対して水平移動軸に沿って
接近・離間移動が可能な送り台に取り付けられる。
【００１５】旋回軸７が加工軸５となす角が鋭角となっ
ているため、フライスヘッド６の切削刃は旋回軸受けか
ら比較的短い距離にあり、工具キャリヤ４は直線的な短
い構造とすることができる。そのため、フライスヘッド
６の支持構造は極めて強固になり、加工精度を害なう工
具キャリヤ４の変形を最小限にする。
【００１６】更に、工具キャリヤ４は下向きに旋回する
だけでなく、同時に被加工物１１を備えた被加工物取付
け台１０がコラム１に向かって横たわる垂直面内から離
れて旋回され、そのため衝突の危険性は実質的に減少す
るので、旋回角を両側に９０度又はそれ以上の範囲にす
ることが可能である。旋回中はフライスヘッド６の先端
は移動せず、また移動したとしても僅かであるので高加
工速度が得られる。こうした旋回動作の間、加工軸５は
旋回軸７を軸とする円錐体の包絡面のセクタを描く（図
４）。
【００１７】本発明の利点はタービンまたはエンジンの
羽根を加工する際に特に有益であることがわかる。この
種の加工では高品質の表面が達成されねばならず、また
被加工物１１の表面位置へのフライスヘッド６の切削刃
の正確な適応が要求される。このことは、フライスヘッ
ド６が被加工物の曲面上を案内される場合、広範囲にわ
たる工具キャリヤ４の旋回運動を必要とするものであ
り、さもなければ旋回運動は容易に装置間の衝突問題を
惹起することになる。
【００１８】加工は次のように行なわれる。被加工物１
１を取付けた被加工物取付け台１０は回転台９によって
回転され、フライスヘッド６の位置は旋回軸７を中心と
した旋回によって常時最適化され、複数の移動軸に沿っ
て移動される。一つの加工経路のフライス加工が終了す
ると、送り台２は一加工経路の幅の分だけ被加工物１１
の長手軸に平行に移動され、それから被加工物取付け台
が反対方向に回転される。それ故、被加工物の長手方向
に互いに続く周囲加工経路に沿って加工が行なわれる。
回転方向の変更は被加工物１１の端部で行なうことが好
ましい。
【００１９】特に、コンプレッサの羽根車を加工する際
には、広範な旋回範囲によって可成な利点、特に良質な
表面が得られる。
【００２０】本発明の効果を達成するためには、前述の
傾角αが正確に４５度であることは必ずしも必要ではな
い。直角からほんの僅かずれた鋭角でも適切な構造が与
えられていれば、上述の利点を得ることは可能である。
しかし、傾角αは３０度と６０度との間にあることが好
ましい。
【００２１】また、旋回軸７が加工軸５と交差し、正確
にフライスヘッド６の先端を通るようにすることも必ず
しも必要ではない。仮に旋回軸７がフライスヘッド６近
傍を通過しても、通常小さい補償運動が旋回中に必要と
なるだけである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づいて
構成された工作機械においては、旋回軸（７）が加工軸
（５）となす角が鋭角となっているため、フライスヘッ
ド（６）の切削刃は旋回軸受けから比較的短い距離にあ
り、工具キャリヤ（４）は直線的な短い構造とすること
ができる。そのため、フライスヘッド（６）の支持構造
は極めて強固になり、加工精度を害なう工具キャリヤ
（４）の変形を最小限にすることができる。
【００２３】また、旋回運動に必要なことは全ての駆動
軸にほんの僅かな補償運動を分配するだけであり、かか
る動作のみで高度の安定性と精度が得られる。さらに９
０度以上の旋回角を装置間の衝突を起こすことなく得る
ことができるため、被加工物に対する切削刃のアライメ
ントの自由度を高め、その結果高品質の加工表面が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本位置にある本発明による工作機械の第一実
施例を示す側面図である。
【図２】図１の工作機械を旋回した工具キャリヤと共に
示す平面図である。
【図３】図２の矢印ＩＩＩの方向から見た工作機械の側
面図である。
【図４】加工軸の運動範囲を示す概略図である。
【図５】基本位置にある本発明による工作機械の第二実
施例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ コラム ２、３、８ 送り台 ４ 工具キャリヤ ５ 加工軸（５） ６ フライスヘッド ７ 旋回軸 ９ 回転台 １０ 被加工物取付け台 １１ 被加工物

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被加工物取付け台（１０）並びに加工軸
    （５）を中心に回転するフライスヘッド（６）を保持
    し、加工軸（５）と正の傾角（α）をなしてフライスヘ
    ッド（６）の近傍を横切る旋回軸（７）を中心に回転可
    能な工具キャリヤ（４）を備えた工作機械であって、前
    記傾角（α）は鋭角であることを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項２】 前記傾角（α）は３０度と６０度との間
    にあることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
  3. 【請求項３】 前記傾角（α）は４５度であることを特
    徴とする請求項２に記載の工作機械。
  4. 【請求項４】 前記被加工物取付け台（１０）は回転台
    （９）に設けられ、その回転軸は前記加工軸（５）と正
    の角度を形成し、前記工具キャリヤ（４）は前記被加工
    物取付け台（１０）に対して接近・離間可能に構成され
    ていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
    の工作機械。
  5. 【請求項５】 前記工具キャリヤ（４）は三つの移動軸
    に沿って前記被加工物取付け台（１０）に対して移動さ
    れることを特徴とする請求項４に記載の工作機械。
  6. 【請求項６】 前記工具キャリヤ（４）は前記旋回軸
    （７）を中心に回転が可能なように第２の送り台（３）
    に接続されており、この第２の送り台（３）は第１の送
    り台（２）上にある第２の移動軸に沿って移動可能に設
    けられ、この第１の送り台（２）は、前記第２の移動軸
    に直交する第１の移動軸に沿う移動が可能であって、こ
    れら第１及び第２の移動軸の一つが回転台（９）の回転
    軸に平行であることを特徴とする請求項５に記載の工作
    機械。
  7. 【請求項７】 前記第１の移動軸が回転台（９）の回転
    軸に平行であることを特徴とする請求項６に記載の工作
    機械。
  8. 【請求項８】 請求項４〜７の何れか一つに記載の工作
    機械をタービン用又はエンジン用の羽根の加工に使用す
    る工作機械の使用方法。
  9. 【請求項９】 タービン用又はエンジン用の羽根はその
    長手方向の軸を中心に回転され、その長手方向に沿う互
    いに続く周囲加工経路にしたがって加工されることを特
    徴とする、請求項８に記載の工作機械の使用方法。
  10. 【請求項１０】 請求項４〜７の何れか一つに記載の工
    作機械をコンプレッサ用の羽根の加工に使用することを
    特徴とする工作機械の使用方法。
JP6333120A 1993-12-15 1994-12-13 工作機械及びその使用方法 Withdrawn JPH07195218A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH93120198.2 1993-12-15
EP93120198A EP0659520B1 (de) 1993-12-15 1993-12-15 Werkzeugmaschine

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JPH07195218A true JPH07195218A (ja) 1995-08-01

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ID=8213492

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JP6333120A Withdrawn JPH07195218A (ja) 1993-12-15 1994-12-13 工作機械及びその使用方法

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US (1) US5727296A (ja)
EP (1) EP0659520B1 (ja)
JP (1) JPH07195218A (ja)
KR (1) KR950017075A (ja)
CN (1) CN1050790C (ja)
CZ (1) CZ286017B6 (ja)
DE (1) DE59309748D1 (ja)
RU (1) RU2139170C1 (ja)
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