JPS58217233A

JPS58217233A - タ−ピンブレ−ドの加工装置

Info

Publication number: JPS58217233A
Application number: JP57096216A
Authority: JP
Inventors: Yukio Mitamura; 三田村　幸雄; Hiroshi Kuroume; 黒梅　弘嗣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1983-12-17
Also published as: JPH0211368B2; EP0096414A1; EP0096414B1; US4537538A; DE3366036D1

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】本発明はタービンブレードの植込部の加工装置に関する
ものである。

タービンブレードは高温、高圧の蒸気に接触しつつ高速
回転する部材であるため、これをタービンロータシャフ
トに取りつける植込部は一般に第１図乃至第３図に示す
ような鞍型に形成される。

ブレード１の植込部には精密な鞍型Ｍｌａが形成され、
ロータシャフト２には上記の鞍型溝と精密に嵌合する鞍
型突起２ａが形成される。

上記の鞍型溝は次のような技術的条件を満足させなけれ
ばならないので極めて高度な加工技術を必要とする。

（ａ）第２図に示す鞍型溝の円弧半径Ｒは、前述のロー
タシャフト２の中心線Ｙから鞍型突起２ａの表面までの
距離に比較して厳密に一致しなければならない。これは
、嵌合相手部材であるロータシャフトの鞍型突起２ａの
表面がロータシャフト中ＩｔＪｊＹｔ中心をする回転面
である故、これと精密に嵌合するための必要条件である
。

（ｂ）　　第３図に示す鞍型溝のピッチ寸法Ｐ１．Ｐ！
はミクロンオーダーの高精度が要求される。

上記の要求を満たすため、タービ植込部−ド植込部の鞍
型；苺は従来一般に第４図に示すようにして総型工／ド
ミルカツタ３によって切削加工されている。１は被加工
物であるタービンブレード、４は主軸頭である。

エンドミルカッタ３を矢印Ａのごとく回転させながら、
主肛Ｉ頭４を旋回中心Ｐの回りに旋回半径Ｒで矢印Ｂ方
向に旋回させるとタービンブレード１に鞍型溝が削成さ
れる。

上述の従来技術に係る切削加工においては次のような不
具合がある。

（イ）　エンドミルカッタ３に、矢印入方向の回転と矢
印Ｂ方向の旋回とよシなる複合運動をさせねばならない
ので、仕上面粗さ及び仕上精度を良くすることが非常に
嬉かしい。

（ロ）第５１７Ｊに示すごとく、エンドミルカッタ３　
ｉＺｉ上向き切削と下向き切削との混合切削を行なうた
め、反対方向の切削反力全党け、−ノ升ｊ力の変動によ
る振！！曲を生じ易い。このため仕上面４．ｆ］さ及び
仕上精度が悪くなる。

（ハ）　エンドミルカッタ３の形状は、第６図に示すよ
うな・鞍形に形成される。φｄ２は？徒大径部、φｄｓ
は最小径部である。φｄ、は最小径部よりも先端の部分
における最大径部である。

エンドミルカッタの切刃部の径はこのように各個所ごと
に異なり、最大径と最小径との比が約１対３若しくはそ
れ以上となる。このため各部の切削速度が著しく異なシ
、最適切削諸多による切削加工が不用能である。その上
、均一な仕上面循回が得られない。

に）　エンドミルカッタ３の最小径φｄ３が小さく、こ
の部分で折損し易い。このため切削送り速度ケ低くせざ
る全組ない。通常、送り速度１０能／分程度で切削が行
なわれ、非常に１１比率が低い。

本発明は以上の事情に鑑みて為され、高精度、かつ高能
率で、仕上面粗さの良好な鞍型溝を容易に削成し得るタ
ービンブレードの加工装り、全提供することを目的とす
る。

上記の目的を達成するため、本発明装置は回転駆動手段
を設けた円板状部材と、上記円板状部材の同−円弧上に
列設した複数個の切刃とよりなり、かつ、上記複数個の
切刃は荒仕上用切刃から仕上用切刃までを順次に揃えた
ものとしてタービンブレードの植込部を切削することを
特徴とする。

次に、本発明を適用するために構成した本発明装置の一
実施例を第７図乃至第１０図について説明する。

第７図は正面断面図、第８図は側面図である。

回転円板５をシャフト９に固着し、回転自在に支承する
。上記のシャフト９にキー８を介してウオームホイル７
１ｒ、固定し、これに噛合するウオーム６を駆動モータ
１０に取シつける。

上記の回転円板５に、切刃ホルダ１２を介して多数の切
刃１１を取９つける。

（第８図参照）本実施例においては５個の切刃ホルダ１
２を設け、それぞれの切刃ホルダに７１ωの切刃１１を
取り付けである。説明の便宜上、図示のごとく切刃１１
ａ、同１１ｂ、同１１Ｃ〜同１１ｙ、同１１２と名付け
る。

矢印Ｃは回転円板５の駆動回転方向を示す。前記の切刃
は矢印Ｃの回転に関して進行方向に切刃１１ａが最先頭
、切刃１１２が最後尾でめる。

切刃１１．　ａは荒仕上用の切刃とし、切刃１１２は最
終仕上用の切刃とする。その中間の切刃１１ｂ〜切刃１
１ｙは荒仕上用に近いものから最終仕上用に近いものま
で順次に配列する。

矢印Ｃで示す進行方向に関して最後尾の切刃１１にの後
方に計測装置１３を設けて回転円板５に固定し、削成し
た鞍型溝の形状、寸法全計測し得るように構成しである
。

被加工物であるタービンブレード１４を取付台１５に固
定し得るように構成する。第８図に示す１７は被加工物
の自動脱着装置であり、１８は回転円板５０面振れを規
制するガイドである。第７図に示す１６はリミットスイ
ッチで、回転円板５の回転角位置を検出し得るように構
成しである。

前記の切刃ホルダ１２は、後に詳述する構造により、Ｔ
スロット２２に案内されて回転円板５の半径方向に移動
することができ、切刃１１ａ−２とシャフト９との間の
半径寸法を所定の寸法Ｒに調整してラック２３で固定し
得るようにしである。

以上のようた構成したタービンブレードの植込部加工装
置を用いてタービンブレード１４の鞍型溝全削成するに
は、予め鞍型溝の粗仕上を施したタービンブレード１４
′ｆ：自動着脱装置１７によって取付台１５の所定位置
にセットし、取付台１５を矢印Ｅ方向に前進させる（第
８図の状態）。次いで１駆動モータ１０を作動せしめて
回転円板５を矢印Ｃ方向に回転１駆動する。

回転円板５に取シ付けた切刃は、荒仕上用切刃１１ａか
ら順次に最終仕上用切刃１１Ｚまで、タービンブレード
１４の植込部の鞍型溝を削シつつ半径寸法Ｈの円弧運動
をする。

最終仕上用切刃１１Ｚが鞍型溝を削り終えるとその次に
計辿ｊ装置１３がトジ型請；内τ通過して凹溝の形状１
寸法を自動的に計測する。

計測結果が所定の規格に合致すると取付台１５ケ矢印Ｊ
）方向に後退させ、自動着脱装置Ｍ１７によシ彼加工物
であるタービンブレード１４を未仕上品と交換する。

以上に説明したように、本発明に係る刀ロエ装置は、回
転駆動し得る円板に腹数１面の切刃全敗りつけ、かつ、
上記複数個の切刃は荒仕上形状のものから順次に最終仕
上形状の切刃に至るものとし、円板を回転せしめて被加
工を吻であるタービンブレード植込部を切削する。

上述の装置によｆＬば、切刃に単純な円弧運動全行なわ
せて切ｔｊすするので仕上面粗さ及び仕上精度を容易に
向上させることができ、その上、各切刃の切刃部はほと
んど同一の切削速度でタービンブレード全切削するので
最適切削条件で切削することができる。

そして、複数飼の切刃１１（本例では７×５＝３５個）
で順次連続的（切削するので、１個の切刃が分担する平
均削シ代は仕上代の１／３５であり極めて僅少である。

従って、複雑な形状の線型バイトを用いても切刃を折損
する虞れが無い。

第９図に前記実施例の装置における切刃の取付位置調節
手段を示す。第１０図は第９図に示したＸ−Ｘ断面図で
ある。

切刃ホルダ１２に形成した凹部１２ａに切刃１１を挿入
し、シム２０を介して凹部１２ａの底面に当接せしめる
。

テーバ而１９ａ’ｉｚ形成したブロック１９を締付ボル
ト２５により切刃１１の脚部に形成したテーパ面１１ａ
に押しつけてシム２０を押圧し、この状態で固定ボルト
２１により切刃１１′ｆ：切刃ホルダ１２に対して固定
する。

回転円板５の切刃ホルダ取付面に半径方向のＴスロット
２２を設け、このスロット２２に摺動自在にスライドナ
ツト２６を嵌合する。一方、切刃ホルダ１２にボルト孔
１２ａｅ穿ち、このボルト孔１２ａに貫挿した締付ボル
ト２４を上記のスライドナツト２６に螺合する。これに
より切刃ホルダ１２はＴスロット２２に沿って回Ｉ詠円
板５の半径方向に案内される。

回転円板５の切刃ホルダ取付面にランク２３を半径方向
に形成するとともに、切刃ホルダ１２の取付面にランク
２７を形成して両者を噛合せしめる。本実施例の如く切
刃ホルダ１２を介して切刃１１を回転円板５に取りつけ
、かつ、上記の切刃ホルダを回転円板５に形成しｆｃＴ
スロット２２で半径方向に案内するとともに、ラック２
３．２７によって半径方向の位置決めができるように構
成すると、被加工物であるタービンブレードの鞍型溝の
面の半径Ｒに合わせて切刃ホルダ１２を回転円板５の半
径方向に段階的に移動せしめることができる。

更に、本実施例のごとく切刃ホルダ１２に対して切刃１
１會シム調節によって半匝方向に位置決めできるように
構成すると、上記のラックによる段階的調節の中間にお
いて任意の位１ｄに切刃１１を固定することができる。

上記のラックによる調節とシムによる調節とを併用する
と、半径方向の長い区間にわたって任意の位置に無段階
的に切刃の位置に無段階的に切刃の位置を定めることが
できる。

以上説明したように、本発明を適用すると、回転駆動し
得る円板に複数個の切刃を取シつけ、かつ、上記複数個
の切刃は荒仕上形状のものから順次に最終仕上形状の切
刃に至るものとし、円板を回転せしめて被加工物である
タービンブレードの植込部を切削することにより、高ｎ
度かつ高能率で仕上面粗さの良好な鞍型溝全容易に削成
し得る。

【図面の簡単な説明】

Ｐｇ１図はタービンブレードの取付状Ｂを示すためのタ
ービンロータの部分的断面図、第２図はタービンブレー
ド単品の斜視図、第３図は同部分的正面図である。第４
図乃至第６図は従来技術に係るタービンブレード鞍型溝
の加工方法の説明図である。第、７図乃至第１０図は本
発明に係るタービンブレード加工装置の一実施例を示し
、第７図は断面正面図、第８図は側面図、第９図は切刃
ホルダ取付部付近の拡大断面図、第１０図は第９図に示
し／こＸ−Ｘ断面図でおる。１・・・タービンブレード、２・・・ロータシャフト、
５・・・回転円板、６・・・ウオーム、７・・・ウオー
ムホイル、８・・・キー、９・・・シャフト、ｌＯ・・
・広ツｉυモータ、１１・・・切刃、１１ａ〜１１２・
・・切ム１．１２・・・切刀ホルダ、１２・・・計測装
げ、１４・・・被加工物であるタービンブレード、１５
・・・取付台、１６・・・リミットスイッチ、１７・・
・自動脱着装置、１８・・・ガイド、１９・・・ブロッ
ク、２０・・・調整用のシム、２１・・・固定ボルト、
２２・・・Ｔスロット、２３・・・ランク、２４．２５
・・・締付ポルト、２６・・・スライドナツト、２７・
・・ラック。代理人　弁理士　駄本ＩＥ実第　ｌ　呂早２目　　　箒、。第　４　回奉　７　日第　３　の第　９　リ畢　ｌＯ口手続補正書（方式）％式％１、事件の表示昭和５７　　年特願　第り６コ／６号２、発明ノ名称　　　タービングレードの加工装置３、
補正をする者事件との関係　　　　　　　　　　１．ｌｌ′ｊ’ｌ出
願人住所（居所）東京都千代田区丸の内−丁目！番１号
氏名（名称’）　　（５１０）株式会社　日立製作所４
、代　理　人５、補正命令のＢＩＨ＝ｔ　　　　昭和−５ｇ　　年　
ｌ　月、−コ　　日備止する。　　　　　　　　　　　
　２〆一）補正図面手続補正書輸発）昭和５ｇ年λ月２ｙ日特許庁長官若杉和夫　殿１、事件の表示昭和　５７　　年特願　第２７．２＃号２、　　Ｒ明の
名称　タービングレードの加工装置３、補正をする者

Claims

【特許請求の範囲】１、回転、駆動手段を設けた円板状部材と、上記円板状
部材の同−円弧上に列設した複数個の切刃とよりなり、
かつ、上記複数個の切刃は荒仕上用切刃から仕上用切刃
までを順次に揃えたものとし円板状部材の回転に伴なっ
て前記切刃にて被加工物であるタービンブレードの植込
部全切削することを特徴とするタービンブレード植込部
の加工装置。２、前記の複数個の切刃はそれぞれ切刃ホルダを介して
円板状部材に列設したものとし、かつ、上記の切刃ホル
ダを円板状部材に形成したＴスロットで案内して半径方
向に移動せしめ得る構造にするとともに、ランクによっ
て半径方向に位置決めし得べくなしたることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のタービンブレード植込
ＨＶ、ｃｖ加工装置。３、前記の切刃ホルダは、調整シムを介して切刃を保持
する構造てあって、上記調整シムの増減によって切刃を
円板状部材の半径方向に取付位置調整し得べくなしたる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のタービ
ンブレード植込部の加工装置。