JPS61109608A - 羽根車の加工方法 - Google Patents
羽根車の加工方法Info
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- JPS61109608A JPS61109608A JP59228942A JP22894284A JPS61109608A JP S61109608 A JPS61109608 A JP S61109608A JP 59228942 A JP59228942 A JP 59228942A JP 22894284 A JP22894284 A JP 22894284A JP S61109608 A JPS61109608 A JP S61109608A
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- Japan
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/16—Working surfaces curved in two directions
- B23C3/18—Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- 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
- B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/52—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism a single rotating pair
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2205—Conventional flow pattern
- F04D29/2222—Construction and assembly
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D29/24—Vanes
- F04D29/242—Geometry, shape
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/30—Vanes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23C2215/00—Details of workpieces
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/4932—Turbomachine making
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/303752—Process
- Y10T409/303808—Process including infeeding
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Milling Processes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ターボ発電装置に用いる蒸気タービン用潤滑
油用ポンプの羽根車、高圧ポンプ、遠心圧縮機、遠心送
風機等の遠心式回転流体機械の羽根車の加工の技術分野
で利用される。
油用ポンプの羽根車、高圧ポンプ、遠心圧縮機、遠心送
風機等の遠心式回転流体機械の羽根車の加工の技術分野
で利用される。
従来の技術
従来の羽根車の加工方法の概要について第5図より第9
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
遠心羽根車を有するポンプ、遠心圧縮機等の流体機械に
用いられる羽根車部分を第5a図およびそのvb−vb
断面である第5b図に示す。
用いられる羽根車部分を第5a図およびそのvb−vb
断面である第5b図に示す。
1は回転軸、2は回転軸1に取付けられている羽根車の
主板、3は羽根、4は側板で、5は羽根車に流体を効率
良く導くための整流通路を示す。
主板、3は羽根、4は側板で、5は羽根車に流体を効率
良く導くための整流通路を示す。
従来の高速で回転させる羽根車にあっては1羽根3は主
板2と一体となっており、削り出し一体成形であり、側
板4と羽根3とは、リベット又は溶接等によって接合さ
れている。又逆に、羽根3を側板4と一体削り出し構造
として主板2と接合する方法も取られる。
板2と一体となっており、削り出し一体成形であり、側
板4と羽根3とは、リベット又は溶接等によって接合さ
れている。又逆に、羽根3を側板4と一体削り出し構造
として主板2と接合する方法も取られる。
従来の羽根車は第5a図、第5b図に示すように、各羽
根は軸直角断面のいずれにおいても同一形状を有するよ
うに設計されており、第9図に図示するようにX−Y平
面に直角な2軸方向に位置を制御されながら可動なスピ
ンドルSに取り付けたエンドミルカッタを用いて羽根3
を主板2と一体に削出していた。
根は軸直角断面のいずれにおいても同一形状を有するよ
うに設計されており、第9図に図示するようにX−Y平
面に直角な2軸方向に位置を制御されながら可動なスピ
ンドルSに取り付けたエンドミルカッタを用いて羽根3
を主板2と一体に削出していた。
近年になって、これらの流体機械の効率を良くするため
に、設計的な種々の改良がなされているが、特に羽根車
の形状の改良は効果が大きい。設計的な改良点は第6a
図、第6b図に示すように、羽根3が流体を吸い込む羽
根先端“B”(第6a図)を従来より内径にまで延長す
ることである。
に、設計的な種々の改良がなされているが、特に羽根車
の形状の改良は効果が大きい。設計的な改良点は第6a
図、第6b図に示すように、羽根3が流体を吸い込む羽
根先端“B”(第6a図)を従来より内径にまで延長す
ることである。
これはほぼ軸方向に流入する様に導かれた流体を回転し
ている羽根車に導入する時に、羽根3の先端“B”での
周速を遅(することにより、羽根に入る時の流体の羽根
に対する相対流入速度を低くする事により羽根先端との
衝突損失を低減することを狙ったものである。この場合
、羽根先端の流入端は主板2側と側板4側では、半径が
異るため周速が異なり、従って、流体の相対流入角度は
第7a図に示すように大幅に異なる。この様に主板2側
と側板4側で異なる相対流入角に対して流体を効率良く
吸い込むためKは、第8図に側板4を取り除いて一枚の
羽根を軸方向から見た形状を示す様に、第5a図、第5
b図の従来形と異なり、軸方向の各断面で羽根3の形状
は異った、いわゆる三次元羽根とする必要がある。この
様な複雑な形状を有する羽根3を、円周方向に等ピッチ
に有するように、主板2又は側板4を加工する必要があ
る。
ている羽根車に導入する時に、羽根3の先端“B”での
周速を遅(することにより、羽根に入る時の流体の羽根
に対する相対流入速度を低くする事により羽根先端との
衝突損失を低減することを狙ったものである。この場合
、羽根先端の流入端は主板2側と側板4側では、半径が
異るため周速が異なり、従って、流体の相対流入角度は
第7a図に示すように大幅に異なる。この様に主板2側
と側板4側で異なる相対流入角に対して流体を効率良く
吸い込むためKは、第8図に側板4を取り除いて一枚の
羽根を軸方向から見た形状を示す様に、第5a図、第5
b図の従来形と異なり、軸方向の各断面で羽根3の形状
は異った、いわゆる三次元羽根とする必要がある。この
様な複雑な形状を有する羽根3を、円周方向に等ピッチ
に有するように、主板2又は側板4を加工する必要があ
る。
従来のように、捩れを有する羽根車を創成するためKは
第9図に示す単なる3軸制御装置付加工機では一般には
不可能であり、さらにカッタスピンドルの回転軸に垂直
な平面内の互に直角な2軸の回りの回転角を制御し、回
転可動とした機能を追加したいわゆる5軸制御装置付加
工機が必要である。この様な複雑な制御装置を有する加
工機は非常に高価なものであり、これを使用することに
より、製品の原価が上昇し、安価で効率の良いものが供
給出来ないし、この装置を有しない場合には3次元羽根
の加工が出来ない。
第9図に示す単なる3軸制御装置付加工機では一般には
不可能であり、さらにカッタスピンドルの回転軸に垂直
な平面内の互に直角な2軸の回りの回転角を制御し、回
転可動とした機能を追加したいわゆる5軸制御装置付加
工機が必要である。この様な複雑な制御装置を有する加
工機は非常に高価なものであり、これを使用することに
より、製品の原価が上昇し、安価で効率の良いものが供
給出来ないし、この装置を有しない場合には3次元羽根
の加工が出来ない。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、従来の3軸制御加工機を用〜・る事により、
安価で高効率な羽根車を生産するどとを目 パ的とし
、生産設備の大幅な更新をしなくても高効率な羽根車を
多量に加工可能とすることKある。
安価で高効率な羽根車を生産するどとを目 パ的とし
、生産設備の大幅な更新をしなくても高効率な羽根車を
多量に加工可能とすることKある。
問題点を解決するための手段
本発明は、上述の問題を解決するために、次のような手
段を採つ【いる。すなわち 平面に対して羽根車の主板材料を任意の角度だけ傾けて
、その方向を中心として回転割出し可能な治具に載置し
て工作機テーブル上に固定し、左右1前後、上下方向の
3軸の位置を3軸制御装置によって制御して羽根車の主
板又は側板と羽根とを切削工具により削り出し一体成形
する。
段を採つ【いる。すなわち 平面に対して羽根車の主板材料を任意の角度だけ傾けて
、その方向を中心として回転割出し可能な治具に載置し
て工作機テーブル上に固定し、左右1前後、上下方向の
3軸の位置を3軸制御装置によって制御して羽根車の主
板又は側板と羽根とを切削工具により削り出し一体成形
する。
作用
以上述べた手段によれば、したがって、羽根の背及び腹
の曲面を形成する事により、羽根の背腹の曲面は第1図
に示すようにX−Y平面に対して主板材料を任意の角度
αだけ傾けて、その方向を中心として回転割り出しが可
能な治具を用いてテーブルに固定することによってX、
Y、Z方向の3軸の位置を制御する事のみにより、エン
ドミルカッタにより羽根の加工が可能となり、従来、高
価であった羽根車を効率良く、かつ安価に生産すること
が出来る。
の曲面を形成する事により、羽根の背腹の曲面は第1図
に示すようにX−Y平面に対して主板材料を任意の角度
αだけ傾けて、その方向を中心として回転割り出しが可
能な治具を用いてテーブルに固定することによってX、
Y、Z方向の3軸の位置を制御する事のみにより、エン
ドミルカッタにより羽根の加工が可能となり、従来、高
価であった羽根車を効率良く、かつ安価に生産すること
が出来る。
実施例
次に、本発明の実施例について、第1図より第4図を参
照して詳述する。
照して詳述する。
第2a図、第2b図及び第3図に、本発明にもとづいて
加工された主板2及び羽根空を示す。
加工された主板2及び羽根空を示す。
円周上に等ピッチに配置されている他の羽根は説明を簡
単にするため省略している。この場合は側板4を取り付
ける前に主板20回転軸方向からある角度αだけ傾いた
方向から見た所を示しており、図中aで示す羽根形状が
主板付根部を示し、bで示す羽根形状が側板4付根に相
当する部位での形状を示す。この様にa及びbの羽根形
状は背B及び腹Fの形状を構成する曲線S□及びS2上
でそれぞれある部分では重なっており、両者が共通の清
らな曲線の一部によって形成されている。
単にするため省略している。この場合は側板4を取り付
ける前に主板20回転軸方向からある角度αだけ傾いた
方向から見た所を示しており、図中aで示す羽根形状が
主板付根部を示し、bで示す羽根形状が側板4付根に相
当する部位での形状を示す。この様にa及びbの羽根形
状は背B及び腹Fの形状を構成する曲線S□及びS2上
でそれぞれある部分では重なっており、両者が共通の清
らな曲線の一部によって形成されている。
第8図は、上記第2a図、第2b図の本発明になる主板
2及び羽根3を角度αだけ回転させて主板2の回転軸方
向から見た所を示す。この場合も他の羽根3は省略して
いる。この場合1羽根3の腹Fの面は第2a図、第2b
図で示した時には重なって見ていた腹Fの点(l、2.
3、n)がそれぞれ1aとlb、2aと2b、3aと3
b、−−−口aとnl)の点に分かれる。la、2a、
3a・・・naの魚群で示される曲線が羽根の主板付根
の所の羽根形状を示し、lb、2b、3b、・・・rB
)の魚群で示される曲線が羽根3の側板付根の所の羽根
形状を示す。背B側については示してないが同様である
。
2及び羽根3を角度αだけ回転させて主板2の回転軸方
向から見た所を示す。この場合も他の羽根3は省略して
いる。この場合1羽根3の腹Fの面は第2a図、第2b
図で示した時には重なって見ていた腹Fの点(l、2.
3、n)がそれぞれ1aとlb、2aと2b、3aと3
b、−−−口aとnl)の点に分かれる。la、2a、
3a・・・naの魚群で示される曲線が羽根の主板付根
の所の羽根形状を示し、lb、2b、3b、・・・rB
)の魚群で示される曲線が羽根3の側板付根の所の羽根
形状を示す。背B側については示してないが同様である
。
次に、以上に述べた本発明による羽根の形状をさらに詳
細に説明するために、この原理を第4図の斜視図に示す
。
細に説明するために、この原理を第4図の斜視図に示す
。
羽根車を図示し、流体流入端の主板2側曲面との交点を
A、同様に側板4側曲面との交点をDとする。また、回
転中心軸を2とし、これを直交する座標軸をX、Yとし
、凍上をOとする。図中に示す羽根形状の曲面は説明を
簡単にするため羽根3の腹面側のみを一曲面にて示す。
A、同様に側板4側曲面との交点をDとする。また、回
転中心軸を2とし、これを直交する座標軸をX、Yとし
、凍上をOとする。図中に示す羽根形状の曲面は説明を
簡単にするため羽根3の腹面側のみを一曲面にて示す。
背面についてi も同様のことが言えるので、ここで
は腹面側曲面を羽根曲面と称することとする。図中には
簡略にするため一枚の羽根しか示していない。
は腹面側曲面を羽根曲面と称することとする。図中には
簡略にするため一枚の羽根しか示していない。
羽根曲面が主板側面の外周と交わる点をBとし同様に側
板の外周と交わる点をCとする。この様に3次元的に捩
れた羽根曲面を図中斜線にて示す。
板の外周と交わる点をCとする。この様に3次元的に捩
れた羽根曲面を図中斜線にて示す。
今、X−Y平面と平行な平面を右に示し、X’−Y′平
面にて示す。いま、羽根形状をZ軸方向にX′y/平面
に投影する。羽根曲面はX/ y /平面、斜線で示
す平面となる。
面にて示す。いま、羽根形状をZ軸方向にX′y/平面
に投影する。羽根曲面はX/ y /平面、斜線で示
す平面となる。
羽根曲面が主板2及び側板4と交わる曲線をそれぞれ“
a”、′b″とすれば、A、 B、 C,D点の投影点
はそれぞれA′、B′、a′、D′となり、曲線a。
a”、′b″とすれば、A、 B、 C,D点の投影点
はそれぞれA′、B′、a′、D′となり、曲線a。
bはそれぞれa′、b′となり X / y 7面へ
の投影された曲線では一致していない。
の投影された曲線では一致していない。
次に、Z軸と角αをなすZ軸に直交する平面をX’−Y
“平面とする。この時、羽根曲面をX’−Y”平面にZ
″軸方向に投影すると、図示のよ5に主板2及び側板4
と交わる曲線“a″及び“b”はガY#平面には重なっ
て投影され“a″′及び“btjpとなり、それぞれA
、 B、 C,D点はA’ 1 B’ g C’ pD
″点に投影される。
“平面とする。この時、羽根曲面をX’−Y”平面にZ
″軸方向に投影すると、図示のよ5に主板2及び側板4
と交わる曲線“a″及び“b”はガY#平面には重なっ
て投影され“a″′及び“btjpとなり、それぞれA
、 B、 C,D点はA’ 1 B’ g C’ pD
″点に投影される。
本発明は、Z軸と任意の角度αをなす軸方向に投影した
時一つの曲線に重なる様な曲面によって羽根の背腹の曲
面を形成することによって構成された捩れた羽根が特徴
である。
時一つの曲線に重なる様な曲面によって羽根の背腹の曲
面を形成することによって構成された捩れた羽根が特徴
である。
次に、他の具体例について述べる。
以上の説明には、都合上、側板付きの羽根車について記
述したが、側板を付けないで主板と一体で削り出された
羽根についても同様の方法が利用出来ることは容易に理
解できるであろう。
述したが、側板を付けないで主板と一体で削り出された
羽根についても同様の方法が利用出来ることは容易に理
解できるであろう。
発明の効果
上記のように羽根の背及び腹の曲面を形成する事により
、羽根の背腹の曲面は第1図忙示すようにX−Y平面に
対して主板材料を任意の角度αだけ傾けて、その方向を
中心として回転割り出しが可能な治具6を用いてテーブ
ル7に固定することによってxl y、z方向の3軸の
位置を制御する事のみにより、エンドミルカッタ8によ
り1羽根の加工が可能である。
、羽根の背腹の曲面は第1図忙示すようにX−Y平面に
対して主板材料を任意の角度αだけ傾けて、その方向を
中心として回転割り出しが可能な治具6を用いてテーブ
ル7に固定することによってxl y、z方向の3軸の
位置を制御する事のみにより、エンドミルカッタ8によ
り1羽根の加工が可能である。
この様な加工方法によって創成された羽根の形状は第3
図に示すように主板側では流入角が大きく、また側板側
では流入角を小さくする事が出来る。また、外周端での
流体の流出角は主板、側板共はぼ同一の角度に成形可能
とすることができ、前記した理由により、羽根の流体流
入端に於いて、流体の理論流入角に羽根角度をそれぞれ
の半径位置で合せることが出来るようになつ、効率の良
い羽根車を得ることが出来る。
図に示すように主板側では流入角が大きく、また側板側
では流入角を小さくする事が出来る。また、外周端での
流体の流出角は主板、側板共はぼ同一の角度に成形可能
とすることができ、前記した理由により、羽根の流体流
入端に於いて、流体の理論流入角に羽根角度をそれぞれ
の半径位置で合せることが出来るようになつ、効率の良
い羽根車を得ることが出来る。
第1図は本発明方法を示す装置の斜視図、第2a図は本
方法により加工された主板及び羽根の断面図、第2b図
は羽根の一部斜視図、第3図は第2a図のA矢視図、第
4図は本発明による羽根形状を詳しく説明するための斜
視図、第5図より第9図は従来例に係り、第5a図は従
来の羽根車の断面図、第5b図は第5a図のvb−vb
矢視の断面図、第6a図は改良点を示す羽根車の断面図
、第6b図はその正面図、第7a図は流体の相対流入角
を示す羽根車の断面図、第7b図は第7a図の■b−v
nb矢視断面図、第7C図は第7a図の■C−■C矢視
断面図、第8図は側板を取り除いて一枚の羽根を軸方向
から見た形状を示す一部拡大図、第9図は従来の加工方
法を示す装置の斜視図である。 1・・回転軸、2・・主板、3・・羽根、4・・側板、
5・・整流通路、6・・治具、7・・テーブル、8・・
エンドミルカッタ。 (はが7名) 第1図 第2α図 第2b図 第3図
方法により加工された主板及び羽根の断面図、第2b図
は羽根の一部斜視図、第3図は第2a図のA矢視図、第
4図は本発明による羽根形状を詳しく説明するための斜
視図、第5図より第9図は従来例に係り、第5a図は従
来の羽根車の断面図、第5b図は第5a図のvb−vb
矢視の断面図、第6a図は改良点を示す羽根車の断面図
、第6b図はその正面図、第7a図は流体の相対流入角
を示す羽根車の断面図、第7b図は第7a図の■b−v
nb矢視断面図、第7C図は第7a図の■C−■C矢視
断面図、第8図は側板を取り除いて一枚の羽根を軸方向
から見た形状を示す一部拡大図、第9図は従来の加工方
法を示す装置の斜視図である。 1・・回転軸、2・・主板、3・・羽根、4・・側板、
5・・整流通路、6・・治具、7・・テーブル、8・・
エンドミルカッタ。 (はが7名) 第1図 第2α図 第2b図 第3図
Claims (1)
- 平面に対して羽根車の主板材料を任意の角度だけ傾けて
、その方向を中心として回転割出し可能な治具に載置し
て工作機テーブル上に固定し、左右、前後、上下方向の
3軸の位置を3軸制御装置によって制御して羽根車の主
板または側板と羽根とを切削工具により削り出し一体成
形する羽根車の加工方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59228942A JPS61109608A (ja) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | 羽根車の加工方法 |
DE19863607789 DE3607789A1 (de) | 1984-11-01 | 1986-03-08 | Schaufelrad fuer eine zentrifugalpumpe oder dergl. und verfahren zur herstellung desselben |
FR8603361A FR2595419B1 (fr) | 1984-11-01 | 1986-03-10 | Propulseur de machine rotative centrifuge de type a fluide, et procede de fabrication de celui-ci |
US06/839,360 US4775270A (en) | 1984-11-01 | 1986-03-13 | Impeller of centrifugal fluid-type rotary machine and manufacturing method thereof |
US06/909,639 US4720243A (en) | 1984-11-01 | 1986-09-22 | Impeller of centrifugal fluid-type rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59228942A JPS61109608A (ja) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | 羽根車の加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61109608A true JPS61109608A (ja) | 1986-05-28 |
Family
ID=16884263
Family Applications (1)
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