JPS58202709A - タ−ビンロ−タ・アキシヤル溝加工方法および同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タービンコータディスクの１キシヤルエント
リ溝のごとく、軸万回の溝が円周上に多数列設され良形
状の製品を切削カロエする方法に関するものでるる。

第１１Ｊｒｉタービンロータの一例を示す。１２゜１３
．１４は七ｎぞれタービンディスクである。

Ａｇの拡大斜視図をｗＥｚ図に示す、、１７ｒｉコ一タ
デイスク１２０周一に多数列設さｎた軸方向のアキシャ
ルエントリーである。

上目己のアキ７ヤルエントリ溝ｌｌ！１７に、嬉３図に
示すごとくタービンブレード１５のダブテイル１６が組
み付けられる。

上帆のように１本のタービンロータ１に複数制のロータ
ディスク１２，１３．１４が設けらｎる場合、それぞル
のロータデ・イスクに形成されるアキ７ヤルエントリ溝
Ｖ工１コーメデイスク毎に溝数その他の諸元が異なるの
で、こｎらを一緒にフローチ加工し、若しくばスロツメ
加工することができない。

その上、−接するロータディスクの間隔が狭いため、前
ｄ己のアギシャルエントリ溝加工ａスペース的な制約を
受ける。

上記の理由で、従来一般にアキ７ヤルエ／トリ溝加工は
総型エンドミル加工によって切削形成しているが、次の
ような技術）的間越がある。

毛 ダブテイルに適合するアキシャルエントリｍを削成する
ためのａｔｊ１エンドミルは、切刃外径の最大部と最小
部との比が約４倍と、する。このため、切刃全般につい
て最適の切削諸元が取ｎず、その上、工具の厳小径部分
で折損する虞れがめるので切削諸元を低目に取らざる′
ｆ：４ない。

被加工ディスクと隣接ディスクとの間隔が狭いので、４
１１個ずつ切削加工する度に切削−械を起動・停止しな
けｎばならない。このため陵械操作が複雑で、長時間ｔ
−愛す。

齢記のアキシャルエントリ溝加工はミクロンオーダーの
精度を要求さｎるので、規定の精度忙維持することと加
工［単を上げることとの両立が雌かしい。

本発明は上記の事情に鑑みて為され、狭隘な作業スペー
ス内で高ｆｆＩ［、高能軍、かつ容易に、例えばアキ７
ヤルエントリ溝のように軸方向の溝が円周上に多数列設
された形状の製品全切削加工し得る方法、並びに１上紀
の方法による切削加工を行なうに好適な切削装置を提供
することを目的とする。

上記の目的を達成する几め、本発明に係るアキシャル溝
カロエ方法は、互いに対角をなす一対の切刃を有する工
具を形成してこの工具を一定方向に往復駆動し、かつ上
記の一定方向と直角方向く往復駆動して一対の切刃にそ
ｎぞれ切込作動と逃げ作動とを交互に行なわせつつ、上
記の切込作動の切込ｔをストローク毎に逓増することを
特徴とする。

また、本発明に係るアキシャル溝加工装置は、互いに対
角をなす一対の切刃ｔ−有する切＋ｌＩ工具と、上記の
切削工具全支承する工具ホルダと、上記の工具ホルダ全
一定方向に往復駆動する手段を備えた工具台と、上記の
工具台を上記の一定方向と直角方向に往復駆動する手段
とを備えたことｔ−特徴とする。

次に、本発明に係るアキシャル溝加工装置の一実施例を
第４図乃至第１２図について説明する。

第４図は上記実施例の斜視図である。説明の便宜上、図
示の如く直交３軸Ｘ、Ｙ、Ｚｔ一定める。

２７ｒｉＹ軸に関して立体的に対ｗｔ−なす一対の刃を
有する切削工具で、その拡大図ｔ−第５図に示す。２７
ａおよび２７ｂｄそれぞれアキシャル溝の形に形成した
ａ杉バイトチップで、同形同寸の部材である。８１５図
に示すごとく、この切１ｕ工具２７ｔ−Ｙ軸に平行な線
ｙ−ｙ’ｔ’Ｐ心として１１０°回転させると、バイト
チップ２７ａと同２７ｂとが入れ替わっただけで同じ状
態となる。

本実施例は以上の工うにして互いに対角をなす切刃ｔＪ
Ｋする切削工具２７會形成しておる。

工具台２１を構成し、２軸方向に往復駆動し得る切削工
具ホルダ２５を設けて前記の切削工具２７ｗＪ１）つけ
る、２６ｄＺ軸方向−動用のＤＣサーボモータである。

前記の工具台２１’ｔＸ軸方向に案内する友めの一対の
ガイド４７ａ、４７ｂを形成してこれを上サドル１９ｍ
に固着するとともに、上サドル１９ａにＤＣモータ２４
を固定し、工具台往復駆動面板２２およびコンロッド２
３に一介して工具台２１をａ僅駆−し得るように構成す
る。３３ｔ［Ｉ記の１）Ｃモータ２４に付設した位置検
出器で、ＤＣモータ２４の回転角位置を検出することに
より工具台２１の往復動の装置を検知し得る機能を待っ
ている。

前記の上サドル１９ａ１！−Ｙ軸方向の摺動自在なよう
に下ヅドル１９ｂに搭載し、上記の下方ドル１９ｂｔ−
Ｘ軸方向の摺動自在にベッド１８に載架する。２０ば下
サドル１９ｂ會Ｘ軸方向に移動させるための位置決めモ
ータである。

第６図は上記の工具台２１をＹ＠方向に見た外観図、縞
７図は同斜視図である。切削工具ホルダ２５を、工具台
２１に対してＺ軸方向に摺動自在に支承するとともに、
１）Ｃサーボビータ２６によりボールネジ２８倉介して
ｚ１１１１万同に自任に駆動し得るように構成する。

本実施列は以上のようにして切削工具２７′ｔ−支承す
る工具ホルダ２５と、上記の工具ボルダ２５を一定方向
（２ｍ方向）に往復−動する手段′ｔυ浦えた工具台２
１と、上記の工具口２１を上記の一定方向と直角な方向
（Ｘ方向）Ｋ駆動する手段とｈ： を備えである。　　　　　、ｂ 第８図は本実施例の制御ブロック図である。

工具台２１を駆動するＤＣモータ２４ｔサイリスタレオ
ナード装置３２により一定回転速度で回転させる。

上記のＤＣモータ２４に付設した回転位置検出用の位置
検出器３３の構出出力信号全切込タイミング慣出回路３
４に入力させる。

切込タイミング設定器■３６、及び切込タイ曵ング設定
！（Ｌ）　３７　’ｉ設けて、工具台往復駆動面板２２
０回転位置に対応する作動タイミングを前記の切込タイ
ミング検出回路３４に与える。切込タイミング設定器３
６．ｊ７の信号値と位置検出器３３の信号とが一攻した
とき切込タイミング検出装置３４からＮＣ制御装置１１
３８に起動信号Ｉｎ送るようにプログラムを与えておく
、 次に、上述のごとく構成し友ア午シャル溝加工装、［ｒ
用いてタービンロータ１２のディスクを切削加工する場
合の加工方法を説明する。

第９図に示すように、仮加工物であるタービンロータ１
をＸ軸方向に支承する。４は副出し機能ｔＷする回転装
置である。

Ｆサドル１９ｂ’ｉベッド１８に沿って移動させ、切削
工具２７′にタービンディスク１２に対向させる。−Ｌ
、＜ａＳ切削工具２７の往復駆動ストロークの内法内に
タービンディスク１２の幅が収まるように対向させ１口
。

工具口２１ｉＹ細方向に前退させて切削工具２７を被刀
ロエ物であるタービンディスク１２０側万に位置せしめ
、ＤＣモータ２４′を作−せしめて工具台２１τＸ＠万
同に仕億−−シ、切削工具２７ｖζよりｒキシヤシ上ン
トリ１４１７ｔ’切−加工する。その―、Ｉｌｌ第１０
図及び第１１図について次に説明する。

第１０凶Ａは切削工具２７ｔ−Ｘ軸に旧って図示の左方
に移動させるときの状態を模式的に描いた説明図、第１
Ｏ−Ｂｒユニ１］じくＸ一方向に見たところを示す説明
図である。このとき切１０工具２７ｔ−Ｚ軸に沿って上
方に送り、バイトテップ２７＆によってｆ”ｆシャルエ
ントリＷ１７に寸法Δｚ１だけ切夛こむ、こ扛に伴って
バイトチップ２７ｂとアキシャルエントリ擲との間には
寸法Δｚｌの逃げを生じる。

第１１凶Ａおよび同図Ｂは上記と反対に図示右方に切削
工具２７を移動させている状態の説明図である。このと
き切削工具２７’ｔ−Ｚ軸に沿って下方に送り、バイト
ナツプ２７ｂによって寸法ＪＺ。

切り込むとともにバイトチップ２７ａに寸法Δｚ３の逃
げを与える。

以上のごとく、工具台２１’ｅＸ軸方向に往復駆動しつ
つ、上記の往復と同期させて切削工具２７ｆｔｚｔ１１
方向に往復させると、狭隘な作業スペースでアキシャル
溝加工をすることができる。そしてこのような方法によ
ｎば切削面の全部にわたって同一の切削速度で切削が行
なわルるので最適の切削−元をとることがロエ能であり
、従って高能率・尚精度で切削加工をすることができる
。

第１２図は本実施例の溝加工装置の制御機構のｔｉ’ｔ
Ｌ明図で、同図Ａはフローチャート、同図Ｂは切削工具
２７の作動を示す図表である、。

曲線Ｊ及び同には切削工具２７の上下作動を表わし、横
軸は時間、縦軸はＺ方向の位置である。

曲ｍＪは切削の初期で振幅が小さく、曲＃には切削の完
了期で振幅が大きい。

溝加工の準備として切削工具２７の２軸方向の中心とア
キシャルエントリ＃１１７の２軸方向の中心と金倉わせ
る。溝力ｌ工装置を起動させると切削工具２７の位ａｔ
を原点として加工原点がＷＩｋ足さｎる（フロー６１）
。以下、第８図と＃ｇ１２図とｔ対比しつつ鯛御作１１
ｂｔ−説明する。

アキシャルエントリ＃１７の下面上切削するため、切込
撤Δ”ｓｔ−富んだ切刃設定位置の位置決め信号が切込
タイミング慣出回路３４からＮＣ制御装置３８に取シ込
まｉＬ（フロー６２）、切削工具の下側バイトチップ２
７ｂのｈＺａｌｔ決めが行なわする（フロー６３）。こ
のとき曲線Ｊに下向き矢印３０のごと＜９ノ込瀘ΔＺｓ
に対応する位置まで下降する。この状態で切削工具２７
を図示右方に移動させてタービンディスク１２のアキシ
ャルエン）　！Ｊ＃ｌ１１７の下＝１ΔｚＩＩだけ切削
する。

（１ 切削工具２７かアキシャルエン）！ｊ、４１７’ｌｊる
と、切込タイミング慣出回路３４からの位置決め信号ｔ
−Ｎ　Ｃ１ＩｌｉｌＪ御装置３８が取り込み（フロー６
４）、Ｌ）Ｃｖ−ボモータ２６ｉ作動させて前回の上面
切削立置よシも切込瀘Δｚ６だけ上方に移動するよう位
−決め指骨が出される（）ＩＪ−６５１゜Ｃのようにし
て、切込瀘ｔストローク毎にｍＪ４させながら往復切削
を繰シ返し、ａＢｍＫのごとくアキシャルエントリ溝の
上面ｔΔｚ７削シ取り、上聞をＪＸａ削り城って切削回
数が予め設定した回数に１すると切削工具２７　ｔ　）
ＪＱ工原点に戻して（ノロ−６７１１個の溝加工を完了
する。

本実施例の装置を用いて実績した結果、仕上代１５！Ｉ
！シて荒加工した°Ｉキシャルエントリ＃を仕上げる場
合、切削工Ａｔ−２０往復させることにより、実用上光
盆なミクロンオーダーの精度の仕上げが層成され、しか
も、従来の方法及び装置（エンドミル）による仕上げ時
間に比して着しく短時間で仕上げ加工を行なうことがで
きた。

第１３図に上記と異なる実施例を示［。同図Ａは工具台
２１をＹ軸方向に見九外−図であシ、同図Ｂは切削作動
ｔ−表わした図表である。

工具台２１は既述のととくＸ一方向に往復駆動する手段
ｔ−謔えている。

本実施例においてａ１同形同寸の切削工具［Ｆ］６７及
び切削工具［Ｆ］６８を形成し、双方の切削工具’ｒＹ
ｉＡｌｌに平行な軸Ｙ’４こ関して立体的ＶＣ対俤とな
るように組みぼわせて、互いに対角ｔａす一対の切刃を
有する切削工具を蒲成しである。

工具台２１に対して工具ホルダ■３９、及び工具ホ・ル
ダ■４０をＺ軸方ｌ０ＩＫ摺勧自在なように支承し、こ
れらの工具ホルダにそＡ−ｔ″ル切削工具■６７、切８
１」工具ｆ’Ｊ　６８　ｔ−一定する。

工具ホルダ■３９、及び工具ホルダ［Ｆ］４θにそれぞ
れスクリュー４８ｅ、４８ｆｉ螺合してＺ軸方向に駆動
し得るように構成する。

上記のスクリュー４８ｅの上端に、ワンウェイクラッチ
４１ｅ（（介してピニオン４３６ｔＪ１つけ、同様に、
下端にワンウェイクラッチ４２ｅｔ−介してピニオン４
４ｅｔ−ｊｌ＜りつＶｆる。

工具台２１が図示の右方に移動した際、ストロークエン
ド付近でピニオン４３ｅに噌合するようラック４Ｓｅｔ
″形成し、工具台２１ｉ文承している部材に固着する。

同様に工具台２１が左端に移動したときピニオン４４ｅ
Ｋ＠合するラック４６ｅｔ設ける。

同様にして、スクリュー４８ｆの上端にワンウェイクラ
ッチ４１ｆ’を介してピニオン４３ｆ’を取りつけ、こ
れに噛合するラック４５ｆ’ｉ設ける。

ただし、しニオン４３ｆがラック４５ｅと干渉しないよ
う、ピニオン４３ｅと同４３ｆと’ｔ−２，＠方向に適
宜にずらせて構成する。

同様にしてスクリュー４８ｆの下端にワンウェイクラッ
チ４２ｆｉ介してピニオ／４４ｆ’ｉ取りつけ、これに
１合するラック４６ｆｉｆｉける。

これによ）、工具台２１を往復駆動したとき、そのスト
ロークエンドの少し手前でピニオンがラックに噛み合っ
て回さｎｌかつ、ストロークエンドで折り返した後、少
しの区間だけ、さつきと反対方向に回さｎる。上記のご
とくピニオンが反転回転したとき、その回転はワンウェ
イクラッチにより選択的にスクリューに欲えらルる。

上記のワンウェイクラッチの伝動方向、ビニオンの歯数
、及びラックの歯数、並びにスクリューの捩り方向は任
意に設計的に選択し得るが、例えばスクリュー４８ｅｔ
−右ネジとし、ワンウェイクラッチ４１ｅと同４２ｅと
を右回り伝達形（駆動側から見て）とし、ピニオン４３
ｅと同４４ｅとを同一形状の部材とし、ラック４５ｅの
歯数を同４６ｅの歯数よりも１枚だけ多くした場合、次
のように作動する。

工具台２．１が右熾に達する直前、ビニオン４３ｅはラ
ック４５ｅと噛合して矢印り方向に（上方から見て左回
り方間に）回され、右趨で折シ返した直後、矢印Ｒ方向
（右回り方向）に回される。この往復回転のうち、矢印
Ｒ方向の回転だけがワンウェイクラッチ４１ｅｔ−介し
てスクリュー４８ｅに伝えらｎ１同スクリユーは工具ホ
ルダ■３９ｔ−図示上方に送る。従って切削工具＠６７
がＺｌｌｌに沿って上方に送らｎる。この動きは切削工
具■、、１１：、：：。

６７の切込作動に相当する。　　　　　□工具台２１が
左端に達したときは上記と同様の作動により切削工疼■
６７が下方に送られる。ただし、ラック４６ｅの歯数が
ラック４５ｅの歯数よシも少ないため、曲述の切込作動
に比して短かい距離だけ下方に戻さｎる。この動′ｆｉ
は切削工具■６７の逃げ作動に相当する。

工具台２１の往復駆動を継続すると、切削工具［Ｆ］６
７にストローク毎に一進一退七繰シ返しつつ漸次上方に
送られて、その切込深さを逓増してゆく。第１３図Ｂの
曲ＩＥは上述の作−を表わしている。同図の横軸はＸ軸
方向の位置全各回のストローク１５に並べて示しである
。

工具ホルダ■４０にＡするＺ軸方向の送シ子段【、前述
した工具ホルダ■３９の送り手段と対称的に構成し、嬉
１３図Ｂの曲＊Ｆに示すごとく切削工具Ｖ）６ｇ’ｉ上
下に往復させつつ漸次下方に切シ込ませてゆく。

本実施例の装置を長地に通用するー、ラック４５ｅとラ
ック４６ｅとの歯数を同数に形成して、その取付位置を
作動ストローク範囲外に適宜にずらせることによシ、前
述の切込寸法及び逃げ寸法を自在に調節し得る。

本実施例によれば、電気的な制御機構を用いる、ことな
く、−確約に切削工具ｔｚ軸方向に往復させながら七の
切込寸法【逓増することができる。

以上説明したように、不発明に係る溝加工方法ａ１互い
に対角上なす一対の切刃’ｔ−有する工具を形成してこ
の工Ｊ４　ｋ　−ｄ方間に往復駆動し、かつ上記の一定
力向と直角方向に往復駆動して一対の切刃にそ扛ぞｒＬ
切込作動と洒げ作動とｔ父互に行なわせつ′ノ、上記の
切込作動の切込量ｔストローク毎に逓増することにより
、狭隘な作業スペース°・、・内で高Ｎ鼠、尚舵率、か
つ容易に軸方向のｍｅ制成することができる。

ま九、不発明に係るア千ンヤル縛の加工？＆鑑は、互い
に対角ｔなす一対の切刃を有する切削工具と、上記の切
削工具を支承する工具ホルダと、上記の工具ホルダｔ一
定方向に往復駆動する手段を備え九工具台と、上記の工
具″Ｅ３金上配の一定方向と直角に往復駆動する手段と
ｔ−漏えることによシ、前記の本発明方法′ｔ−谷易に
実施してその幼果を光分に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

纂１図はタービンロータの正面図、４２図はμ−タディ
スクの斜視図、第３図μタービンブレードとタービンロ
ータとの斜視図、＃！４図乃至第１２図は本発明に係る
タービン、ＣＩ−タアキシャル癖加工装置の一実施例を
示し、第４図に斜視図、第５図は切削工具の斜視図、第
６図ａ工具口の正面図、纂７図は同斜視図、第８図は制
御ブロック図、第９図ｒｉ使用状帳の斜視図、第１０図
Ａｒｉ作動中の切削工具を模式的に油いた説明図、同図
Ｂは同側面図、！１１図Ａは作動中の切削工具全模式的
に描いた説明図、同図Ｂｉｊ同側面図、第１２図Ａｒｔ
フローチャート、同図Ｂは切削工具の作動ｔ−六わした
図表である。第１３図ＡＦｉ上記と異なる実施例におけ
る工具台の正面図、同図Ｂは切削工具の作動を表わした
図表である。 ｌ・・・タービンロータ、１２．１３．１４・・・メー
ビ／ディスク、１６・・・ダブテイル、１７・・・アキ
シャルエントリ溝、１８・・・ベッド、１９ａ・・・上
サドル、１９ｂ・・・下サドル、２１・・・工具台、２
２・・・工具台駆動面板、２３・・・コンロッド、２４
・・・ＤＣモータ、２５・・・切削工具ホルダ、２６・
・・ＤＣサーボモータ、２７・・・切削工具、２７ａ、
２７ｂ・・・パイ、トチツブ、２８・・・ボールネジ、
３９・・・工具ホルダ■、４０・・・工具ホルダ［Ｆ］
、４１６，４１ｆ、４２ｅ、４２ｆ・・・ワンウェイク
ラッチ、４３６，４３ｆ、４４ｅ。 ４４ｆ・・・ピニオン、、４８ｅ、４ｓｆ・・・スクリ
ュー、６７・・・切削工具■、６８・・・切削工具［Ｆ
］。 代理人　ｆＰｍ士　秋本正実 篤　６　図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに対角′ｔｌす一対の切刃ｔａする１気を形成
   してこの工具を一定方向にａ復ｋｄＩｈ７］シ、かつ上
   ａ己の一定方向と直角方向に往復駆動して、上ｍｌ一対
   の切刃に七ｎそれ切込作動と逃げｒ′ｌ−蛇と會父ユに
   何なわせつつ、上記の切込作動の切込ｔｈｔ′ｔストロ
   ーク毎に趨壇することｔｅａとするタービンコータ・１
   ギンヤル１１　／Ｊロエ方法。 ２　互いに対角をなす一対の切刃を有する切削工具と、
   上記の切削工具を支承する工具ホルダと、上記の工具ホ
   ルダを一逆方向＆Ｃ在伽ｌ１ｌｋ動する手段ｔ−備えた
   工＾台と、上記の工Ｊ４　ａ’を上記の一定方向と直角
   方向に往復駆動する手段とを備えたこと１−荷値とする
   タービンコータ・ｆキシャル縛力０工装置。 ｌ　　Ａｉｌ記の一対のり刃金（する切削工具ａ１これ
   を２分してｉ！）　１１１ｊＡの刃′に有する一対の切
   削工具によって構成し、かつ、上記の工具ホルダを一定
   方向に駆動する手段は、工具ホルダに設けた送シネジと
   、上記の送シネジにワンウェイクラッチ全弁して取９つ
   けたビニオンと、上ｄ己のビニオンに・−合するラック
   とよシなる、上記のラックは工具台を支承している部材
   に固層したものとし、前記のビニオンが工為台と共に往
   復動する際、そのストロークエンド付近において間欠的
   にラックと噛み台うように構成し九ことを特徴とする特
   許Ｍ本の範ｖ！Ａｇ２ＪＪｉに紀−のタービンコータ・
   Ｊキンヤル岬／ＪＬＩ工ｆ装置。