JPH10118823A - スクロール部材の加工方法 - Google Patents

スクロール部材の加工方法

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JPH10118823A
JPH10118823A JP28098296A JP28098296A JPH10118823A JP H10118823 A JPH10118823 A JP H10118823A JP 28098296 A JP28098296 A JP 28098296A JP 28098296 A JP28098296 A JP 28098296A JP H10118823 A JPH10118823 A JP H10118823A
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JP
Japan
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scroll member
spiral
cutting tool
machining
cutting
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JP28098296A
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English (en)
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Yukio Yamaguchi
幸雄 山口
Masaaki Shiotani
正明 塩谷
Yasuhiro Miura
康弘 三浦
Tomoki Ono
友己 大野
Kazuyoshi Imamura
和義 今村
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Toyota Industries Corp
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
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  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロール部材を、加工時間の増加を招くこ
となく、高精度で加工できる加工方法を提供する。 【解決手段】 スクロール部材1の渦巻き部3の渦巻き
状の外向面3aをその外周端Ps側から中心部Pmへ向
かって刃具4により往路加工した後に、渦巻き部3の渦
巻き状の内向面3bを中心部Pmから終端Pe側へ向か
って刃具4により復路加工し、上記往路加工および復路
加工をいずれも、刃具4とスクロール部材1との相対運
動方向Aと刃具4の回転方向Bとが同一方向となるダウ
ンカットにより行う。ダウンカット加工では、刃具4の
ワークへの切り込みが切り込み量の多い状態から開始さ
れるので、ワークへの刃先の食いつきが良好となり、加
工面にむしれが発生しにくい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属製の平面状端
板と、この端板から渦巻き状に突出する渦巻き部とを有
するスクロール部材を刃具により切削加工する加工方法
に関するもので、例えば、スクロール型流体機械(圧縮
機、膨張機等)におけるスクロール部材の切削加工に用
いて好適である。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のスクロール部材の加工方
法としては、特開平3−221307号公報、特開平7
−164231号公報等に記載されたものがあり、これ
らの従来技術では、スクロール部材の渦巻き状の外向面
をその外周端側から中心部へ向かってエンドミルにより
往路加工した後に、スクロール部材の渦巻き状の内向面
をその中心部から外周端側へ向かってエンドミルにより
により復路加工するものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、エンドミルのような刃具とスクロール部材
との相対運動方向と、刃具の回転方向との関係に基づい
て定まるアップカット加工と、ダウンカット加工との切
削作用の差異については何ら注目していない。しかしな
がら、本発明者らの試作検討によると、スクロール部材
の渦巻き部は高さの比較的高い薄肉の壁形状であるた
め、剛性が低い形態である。また、渦巻き部の相互間の
隙間も比較的狭いため、刃具も細径となり、剛性が低い
形態にならざるを得ない。この結果、スクロール部材を
アップカット加工で切削する場合には、次のごとき不具
合が発生することが判明した。
【0004】すなわち、図5(a)に示す、平面状端板
2および渦巻き部3を有するスクロール部材1におい
て、渦巻き部3の外向面3aを刃具4により切削加工す
る際に、スクロール部材(ワーク)1と刃具4との相対
運動方向をA方向とし、刃具4の回転方向をB方向にす
ると、外向面3aでは、この両方向が逆方向となるアッ
プカット加工が行われる。
【0005】一方、相対運動方向をA方向のままとし、
刃具4の回転方向を反転させB′方向にすると、外向面
3aでは、この両方向が同一方向となるダウンカット加
工が行われることになる。図5(b)、(c)は上記の
アップカット加工とダウンカット加工とを比較して示す
もので、5は刃具4により切削される切り屑の形態を示
す。
【0006】上記のアップカット加工では、図5(b)
に示すように刃具4のワーク1への切り込みが0から徐
々に増加していくため、高速加工しようとすると、刃先
の食いつきがどうしても悪くなり、刃の上滑りが発生
し、加工面(渦巻き部3の外向面3a、内向面3b)に
むしれが発生やすい。さらに、ワーク1は、通常、金属
材のうちでも、アルミニュウムのように軟らかい材料で
形成されており、しかも、渦巻き部3および刃具4がと
もに上述のごとく剛性の低い形態になっているので、刃
具4による切削加工時にワーク1、刃具4が弾性変形を
起こし、刃先の食いつきが一層悪化する。
【0007】この結果、冷媒圧縮機のように、渦巻き部
3の壁面垂直度、面粗さ等に対して要求される高い精度
を満足できないことになる。なお、アップカット加工に
よるむしれ発生を低減するため、切削加工の送り速度を
低速化することも考えられるが、この対策は、加工時間
の大幅増加を招き、実用的と言えない。
【0008】本発明は上記点に鑑みて、スクロール部材
を、加工時間の増加を招くことなく、高精度で加工でき
る加工方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らの検討による
と、ダウンカット加工では、図5(c)に示すように、
刃具(4)のワーク(1)への切り込みが切り込み量の
多い状態から開始されるので、ワーク(1)への刃先の
食いつきが良好となる。従って、渦巻き部(3)および
刃具(4)がともに剛性の低い形態であっても、加工面
(渦巻き部3の外向面3a、内向面3b)にむしれが発
生しにくいことが分かった。
【0010】そこで、上記目的を達成するために、請求
項1、2記載の発明では、スクロール部材(1)の渦巻
き部(3)の渦巻き状の外向面(3a)をその外周端
(Ps)側から中心部(Pm)へ向かって刃具(4)に
より往路加工した後に、渦巻き部(3)の渦巻き状の内
向面(3b)を中心部(Pm)から終端端(Pe)側へ
向かって刃具(4)により復路加工し、かつ、上記往路
加工および復路加工をいずれも、刃具(4)とスクロー
ル部材(1)との相対運動方向(A)と刃具(4)の回
転方向(B)とが同一方向となるダウンカットにより行
うようにしたことを特徴としている。
【0011】これにより、請求項1、2に記載の発明に
よれば、渦巻き部(3)の渦巻き状の外向面(3a)お
よび内向面(3b)をいずれも、むしれが発生しにくい
ダウンカットにより切削加工して、スクロール部材を、
加工時間の増加を招くことなく、高精度で加工できる。
また、往路加工では、刃具(4)の先端部が全面的に平
面状端板(2)の平坦面を切削するので、この平坦面に
対する切削取り代が大となるが、外向面(3a)と刃具
(4)との接触弧が小さくなり、外向面(3a)での取
り代は小となる。これに対し、復路加工では、内向面
(3b)と刃具(4)との接触弧が大きくなるが、平面
状端板(2)の平坦面に対する切削取り代は往路加工で
の切削により大幅に減少する。従って、往路加工と復路
加工の切削除去量が均等化するので、より一層高精度な
切削加工を実現できる。
【0012】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。本実施形態は空調用冷凍サイクルに
用いられる冷媒圧縮用のスクロール圧縮機におけるスク
ロール部材の加工方法に本発明を適用したものである。
図1は本実施形態によるスクロール部材の加工方法を説
明するもので、スクロール部材1はアルミニュウム等の
金属からなる平面状端板2と、この端板2から、渦巻き
状(一般に、インボリュート曲線からなる)に一体に突
出する渦巻き部3とを有する形状になっている。
【0014】本例では、図1に示すように、スクロール
部材1の渦巻き部3側から見て、渦巻き部3は右巻の渦
巻き状であり、スクロール部材1は、図示しない横型ス
クロール加工機のワークチャックに、図1の上下方向が
天地方向となるように装着されて、図1の上下方向、図
1の紙面垂直方向、および図1の回転方向にそれぞれ位
置制御可能となっている。
【0015】これに対して、スクロール部材1を切削加
工する刃具4は、図2に示す、一般にエンドミルと称さ
れているものであって、その先端側の底面と外周面の両
方に切れ刃4a、4bを有しており、そして外周面の切
れ刃4bは切削屑の排出のためにねじれ角が付与されて
いる。このような刃具4は、横型スクロール加工機の主
軸ユニットに図1の紙面垂直方向、すなわち水平方向に
向くようにして回転可能に装着され、かつ、図1の左右
方向に位置制御可能となっている。このような水平配置
状態において、スクロール部材1の渦巻き部3側から見
て、刃具4のねじれ角の方向は左ねじれとなっている。
ここで、左ねじれとは刃具4の軸端からリードが左回転
で進行することを言う。
【0016】また、刃具4の外周面の切れ刃20bの高
さh1は、渦巻き部3の高さh2(後述の図4参照)よ
り大きくなるように設定してあり、これにより、刃具4
は渦巻き部3の内外周の側壁面、すなわち外向面3aま
たは内向面3bと、端板2の平坦面(渦巻き部3の底
面)とを同時加工できる。そして、この左ねじれ角を持
った刃具4の回転方向を図1に示すようにスクロール部
材1の渦巻き部3側から見て、反時計方向(矢印B方
向)に設定している。
【0017】また、スクロール部材1と刃具4との相対
運動方向は、図1において矢印A方向に設定する。この
相対運動方向Aの設定は、スクロール部材1を固定し
て、刃具4を回転させながらC方向に移動させるか、刃
具4を同一位置に固定したまま、回転させて、ワーク2
1をA方向に移動させるか、あるいは刃具4のC方向へ
の移動とワーク21のA方向への移動とを併用すること
により、実現してもよい。
【0018】スクロール部材1の切削加工は、具体的に
は以下のようにして行う。まず、左ねじれ角を持った刃
具4を図1に示すように反時計方向(矢印B方向)に回
転させ、図1のPs点(渦巻き部3のインボリュート形
状の外周端)から切削加工を開始し、右巻き渦巻き部3
の外向面3aの垂直壁面と端板2の平坦面(渦巻き部3
の底面)とを切れ刃4a、4bにより同時に切削加工す
る。
【0019】そして、スクロール部材1と刃具4との相
対位置を横型スクロール加工機の電子制御装置に予め記
憶してある制御プログラムにより数値制御することによ
り、刃具4は図1の矢印C方向に進行して右巻き渦巻き
部3の中心部Pmに到達するまで、端板2の平坦面を切
削しながら右巻き渦巻き部3の外向面3aの壁面を切削
加工(往路加工)する。
【0020】この往路加工において、刃具4を図1に示
すように反時計方向(矢印B方向)に回転させ、刃具4
とワークであるスクロール部材1との相対運動方向Aを
刃具4の回転方向Bと同一方向にしているので、外向面
3aの垂直壁面と端板2の平坦面とを図5(c)に示す
ダウンカットにて切削加工できる。また、往路加工にお
いては、刃具4の先端部切れ刃4aが全面的に平面状端
板2の平坦面を切削するので、この平坦面に対する切削
取り代が大となるが、外向面3aと刃具4との接触弧が
小さくなり、外向面3aでの取り代は小となる。
【0021】そして、刃具4が中心部Pmに到達した後
は、刃具4は中心部Pmから内向面3bに沿って、右巻
き渦巻き部3の外周側円周面の終端近傍位置Peへ向か
って矢印Dのように進行して、内向面3bの垂直壁面と
端板2の平坦面とを同時に切削加工(復路加工)する。
この復路加工においても、刃具4とワークであるスクロ
ール部材1との相対運動方向Aと刃具4の回転方向Bと
を同一方向としているので、内向面3bの垂直壁面と端
板2の平坦面とをダウンカットにて切削加工できる。
【0022】また、復路加工においては、内向面3bと
刃具4との接触弧が大きくなり、内向面3bでの取り代
は大となるが、平面状端板2の平坦面に対する切削取り
代は往路加工での既切削分があるため大幅に減少する。
従って、往路加工と復路加工の切削除去量が均等化す
る。なお、平面状端板2の外周面、および渦巻き部3の
外向面3aのうちPs−Pe間の部位は円周面であるの
で、旋盤にて円形切削を行えばよい。
【0023】図3は、上記した外向面3aおよび内向面
3bと刃具4との接触弧(壁面取り代)の大小関係と、
端板2の平坦面(渦巻き部3の底面)における取り代の
大小関係を示している。図4は、本発明者が実施した加
工方法における数値的効果を示すグラフであり、図4の
縦軸は渦巻き部3の壁直角度(μm)であり、横軸は同
一の刃具4を使用した切削時間(秒)である。ここで、
壁直角度とは、図4中に示す渦巻き部3の壁面両側のテ
ーパα、テーパβの絶対値の差である。
【0024】図4の実施例における具体的切削条件は下
記の通りである。 刃具4の回転数:30000〜40000rpm、 切削加工の送り速度:15000mm/min、 渦巻き部3の高さh2:33mm、 渦巻き部3の厚さt:5.5mm、 渦巻き部3相互の隙間d(図3参照):14mm、 スクロール部材(ワーク)1の材質:高シリコン含有ア
ルミニュウム材、 上記条件において、前述の図1による加工方法を実施し
たところ、図4に示す通り、壁面の直角度を切削時間が
増加しても僅かな増加に抑えることができ、4000秒
を超える切削時間に対しても2.5μm以内という僅少
値に抑えることができるという良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一実施形態を示すワークの正面図
である。
【図2】本発明に用いる刃具の側面図である。
【図3】本発明方法の切削作用の説明図である。
【図4】本発明方法の一実施例による効果を示すグラフ
である。
【図5】スクロール部材の渦巻き部壁面に対するアップ
カットおよびダウンカットの説明図である。
【符号の説明】
1…スクロール部材、2…端板、3…渦巻き部、3a…
外向面、3b…内向面、4…刃具、A…相対運動方向、
B…回転方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 康弘 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 大野 友己 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 今村 和義 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の平面状端板(2)と、この端板
    (2)から、渦巻き状に突出する渦巻き部(3)とを有
    するスクロール部材(1)を刃具(4)により切削加工
    する加工方法であって、 前記渦巻き部(3)の渦巻き状の外向面(3a)をその
    外周端(Ps)側から中心部(Pm)へ向かって前記刃
    具(4)により往路加工した後に、前記渦巻き部(3)
    の渦巻き状の内向面(3b)を前記中心部(Pm)から
    終端(Pe)側へ向かって前記刃具(4)により復路加
    工し、 かつ、前記往路加工および前記復路加工をいずれも、前
    記刃具(4)と前記スクロール部材(1)との相対運動
    方向(A)と前記刃具(4)の回転方向(B)とが同一
    方向となるダウンカットにより行うようにしたことを特
    徴とするスクロール部材の加工方法。
  2. 【請求項2】 前記スクロール部材(1)の前記渦巻き
    部(3)側から見て、前記渦巻き部(3)は右巻の渦巻
    き状であり、 前記刃具は、前記渦巻き部(3)の外向面(3a)およ
    び内向面(3b)のいずれか一方と、前記平面状端板
    (2)の平坦面とを同時に切削するエンドミル(4)で
    あり、 このエンドミル(4)は前記渦巻き部(3)側から見て
    左ねじれであり、反時計方向に回転させるようにしたこ
    とを特徴とする請求項1に記載のスクロール部材の加工
    方法。
JP28098296A 1996-10-23 1996-10-23 スクロール部材の加工方法 Pending JPH10118823A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5705355B1 (ja) * 2014-05-23 2015-04-22 株式会社牧野フライス製作所 壁部の加工方法および工具経路生成装置
CN112317883A (zh) * 2020-10-30 2021-02-05 共享智能机器(苏州)有限公司 一种用于机器零部件的高精度加工方法
CN115229446A (zh) * 2022-07-29 2022-10-25 湖南贝特新能源科技有限公司 静涡旋盘的加工方法和辅助加工设备

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