JPS6117602B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービンロータなどのように、軸の回
りに多数のデイスクを有し、デイスクの中央を通
る面に関して、対称の形状に旋削加工するロータ
加工装置に関するものである。

〔発明の背景〕

タービンロータ１は第１図に示すようにロータ
軸１ａに複数個のデイスク２を設けた形状からな
り、このデイスク２は第２図に示すように付根部
３が円弧状に、先端部がかぎ形状のダブテエイル
４にそれぞれ形成されている。そして、このダブ
テエイル４の形状は、デイスク２の中心線Ｃ−Ｃ
に関して左右が対称形状となつている。

従来、上記デイスク２を加工する場合には、第
３図に示すようにロータ１を大型旋盤の主軸５に
固定し、ベツド６上に主軸に平行な方向に移動自
在に取付けたサドル７上に設けたクロススライド
９、ミドルスライド１０、アツパースライド１１
およびツールスライド１２からなる刃物台８の工
具によりロータ１を加工していた。このような手
動操作による加工は非能率的であるため、これが
改良策として第４図に示すような数値制御化した
加工装置１３が使用されている。

上記加工装置１３はベツド６上にロータ１の軸
線に垂直（Ｘ軸）方向に設けられたクロススライ
ド１４と、このクロススライド１４上をボールネ
ジ軸１５を介してＸ軸方向に摺動されるアツパー
スライド１６と、このアツパースライド１６上を
ボールネジ軸１７を介してロータ１の軸線と平行
方向（Ｚ軸）に摺動できるツールスライド１８
と、このツールスライド１８にツールバー１９を
介して取付けられたバイト２０からなり、前記ボ
ールネジ軸１５，１７は数値制御装置２３を介し
て駆動されるサーボモータ２１，２２によりそれ
ぞれ回転される。

このような加工装置１３では、デイスク２の片
側ずつをバイト２０により加工していた。しかる
に、ダブテエイル４の右側面に形状と左側面の形
状とは、デイスクの中央を通る面に関して対称形
ではあるがバイト２０の取り付け方向を変えた
り、Ｚ軸へ与える制御信号が左、右では逆になる
など多大の加工々数と時間を必要とするからコス
ト高となりかつ非能率的である。

また、第４図に示した加工装置１３をベツド６
上に２個設けて、その一方でダブテエイル４の一
方の面を、他方でダブテエイル４の他方の面を同
時に旋削することも考えられるが、このようなや
り方では、旋削時間は短縮できるが、それぞれの
加工装置を駆動するために、サーボモータやボー
ルネジ軸などの送り機構が２組必要となり、制御
装置２３も２組必要となつて、装置が複雑かつ高
価なものとなる欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点を解消するために、刃物台を
送るためのサーボモータを２組用いて、デイスク
の両面を同時に旋削加工できるロータ加工装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、被加工物を装着して回転する主軸
と、この主軸の軸線と垂直方向に摺動するアツパ
ースライドと、このアツパースライド上に設けら
れ、前記主軸の軸線と平行な方向にかつ互に反対
方向に摺動する一対の左、右刃物台と、前記アツ
パースライドおよび左、右刃物台をそれぞれ移動
させる駆動手段と、この両駆動手段を制御する数
値制御装置と、左、右刃物台の初期位置を独立に
調整しうる手動操作機構とを設けたことを特徴と
する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

第５図ないし第８図において、１はデイスク２
を有するロータ、３はデイスク２の付根部、４は
デイスクのダブテエイルである。５はロータ１を
装着して回転する旋盤の主軸、６は旋盤ベツド、
７はサドル、１４はサドル７上にロータ１の軸線
と直交する方向に延びたクロススライド、１６は
クロススライド１４に取付けられたレール２５上
をスライドベアリング２６を介して摺動するアツ
パースライド、１５は歯車２４ａ，２４ｂを介し
てサーボモータ２１により回転され、アツパース
ライド１６をＸ軸方向に移動させるボールネジ
軸、１７は左、右ボールネジ１７ａ，１７ｂを設
けたボールネジ軸で、軸受２８によりアツパース
ライド１６に支持されると共にカツプリング２７
を介してサーボモータ２１の軸に連結されてい
る。

１８ａ，１８ｂは左、右ボールネジ１７ａ，１
７ｂ部によつて送られる左、右刃物台である。１
９ａ，１９ｂは左、右刃物台１８ａ，１８ｂにそ
れぞれ取付けられたツールバー、２０ａ，２０ｂ
はツールバー１９ａ，１９ｂにそれぞれ取付けら
れたツールである。２３はリード線２９，３０を
介してサーボモータ２１，２２にそれぞれ接続さ
れ、サーボモータに駆動信号を与える数値制御装
置、３１はネジ３２により左、右刃物台１８ａ，
１８ｂにそれぞれ取付けられたツールバー押え、
３３はツールバー１９ｂ（１９ａ）の調整軸で、
その先端に取付けたピニオン３４はツールバー１
９ｂ（１９ａ）に設けたラツク３５とかみ合つて
いる。ネジ３２をゆるめた状態で調整軸３３を回
転すれば、ツールバー１９ｂの刃物台１８ｂから
突出長さが調整できる。調整作業が終ればネジ３
２を強く締めて、ツールバー１９ｂを刃物台１８
ｂにしつかり固定する。この調整軸は、左、右両
刃物台に設けられている。３６はボールネジ軸１
７のねじ部１７ｂに螺合する雄ネジを有する歯
車、３７は刃物台１８ｂ（１８ａ）に設けた手動
操作軸３８に取付けられた歯車で、ボールネジ軸
１７の歯車３６とかみ合つている。前記刃物台の
手動操作軸３８にはクラツチ３９およびウオーム
ホイール４１が取付けられている。４２はウオー
ムホイール４１にかみ合うウオーム、４３はクラ
ツチ３９を操作するクラツチ切換レバーである。
手動操作軸３８の軸端に嵌装したクラツチ３９は
図示しないフエザーキーにより軸３８と一体に回
転し、かつ、軸上を一定距離移動し、ウオームホ
イール４１の側面に形成したクラツチ爪とかみ合
うようになつている。そして、クラツチ３９の軸
方向の移動は、ハンドル４３を操作することによ
つて行われる。ウオームホイール４１は軸３８に
遊嵌されており、クラツチ３９を介して軸と一体
化される。ウオーム４２の軸４２ａは刃物台１８
ａ，１８ｂの前面に開口した孔を通して、ハンド
ルをこの軸に接続することにより手動操作可能で
ある。

刃物台１８ｂの下端７８ｂは、歯車３６の胴部
を包み込むように下方へ延びており、歯車３６が
ボールネジ軸１７上を送られるとき一緒になつて
移動する。また、サーボモータ２１によつて刃物
台１８ａ，１８ｂを送る場合には、手動操作軸３
８のクラツチ３８は、ウオームホイール４１の爪
に噛み合つている。そしてウオームホイール４１
にはウオーム４２が噛み合つているから、ハンド
ル軸４２ａを回さない限り、歯車３７，３６はロ
ツクした状態となる。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用
について説明する。

まず、旋盤主軸５に、荒削りしたロータ１を取
り付ける。荒削りされたロータ１は、第１図に示
す如く、デイスク２が多数設けられている。

次に、サドル７をベツト６上を移動させて、旋
削加工しようとするデイスク２の位置に移動す
る。

そして、左、右刃物台１８ａ、１８ｂの位置を
デイスク２の中心線Ｃ−Ｃ（第５図）に関して、
対称な位置にあるように手動にて初期設定する必
要がある。この初期設定の手順を第８図について
説明する。今、左刃物台１８ａは所定の位置にあ
るが右刃物台１８ｂの位置のみ調整する場合に
は、サーボモータ２１の電源をOFFし、ボール
ネジ軸１７をサーボモータ２１によりロツクし、
次にハンドル軸４２ｂにハンドル（図示せず）を
挿入して、ウオーム４２を回転する。するとこの
回転は、ウオームホイール４１、クラツチ３９、
軸３８、歯車３７を介して歯車３６が回転される
ことになり、歯車３６とボールネジ１７ｂとの螺
合状態が変り、歯車３６と刃物台１８ｂとは、第
８図の左右方向に移動する。ハンドルの回転に対
し、歯車３６の回転はウオーム歯車並びに歯車３
７によつて２段に減速されているので、小さくな
り、右刃物台１８ｂ位置の微調整ができる。

このようにして、初期設定が終ると、旋盤を始
動させ、数値制御装置２３を介して制御されるサ
ーボモータ２１によりボールネジ軸１７を回転さ
せ、左、右ボールネジ１７ａ，１７ｂにら合する
左、右刃物台１８ａ，１８ｂを右、左方向にそれ
ぞれ移動させることにより、ツール２０ａ，２０
ｂをデイスク２の両側面に接触させる。同時に数
値制御装置２３を介して制御されるサーボモータ
２２により、ボールネジ軸１５を回転してアツパ
ースライド１６をＸ軸方向に移動させることによ
り、ロータデイスク２の両端面の付根部３および
ダブテエイル部４を同時に旋削加工することがで
きる。このデイスク部の仕上げの形状は、中心線
Ｃ−Ｃに対して対称であるから、Ｚ軸方向の刃物
台の送りは、１本のネジ軸１７を駆動することに
より、ピツチの等しい、左ネジ、右ネジによつ
て、対称の動きをするので、切削精度は良好なも
のとなる。

また、一方の刃物台を手動にて送りながら切削
したい場合には、サーボモータ２２をロツクして
手動により手動操作軸３８を回転させる。この回
転は歯車３７を介して歯車３６をボールネジ軸１
７上を回転させることになるので、右刃物台１８
ｂは右または左方向に移動し、ローラデイスク２
の側面に接触するので、上記と同様に旋削加工を
行うことができる。またツールバー１９ａ，１９
ｂの微調整は調整軸３３のピニオン３４とツール
バー１９ａ，１９ｂのラツク３５をかみ合せ、調
整軸３３を駆動することにより簡単に行うことが
できる。

また、クラツチ３９を外して、サーボモータ２
１によりボールネジ軸１７を駆動した場合には、
歯車３６，３７、軸３８はネジ軸１７と一緒にな
つて回転するため、クラツチを切つた方の刃物台
は送られないこととなり、刃物台を一方のみを送
ることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば複雑な形
状でかつ高精度の加工が要求されるロータデイス
クの付根部およびダブテエイル部を多大の加工工
数を要することなく容易に加工することができる
ので、コストの低減および作業能率の向上をはか
ることができる。しかも、本発明では、刃物台の
送り機構はＸ方向Ｚ方向、それぞれ１組で足りる
ので、加工装置を安価に提供できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は蒸気タービンロータの加工前の状態を
示す図、第２図はロータデイスクとダブテエイル
部の形状を示す図、第３図および第４図は従来の
ロータの加工状態を示す正面図および平面図、第
５図は本発明のロータ加工装置の一実施例を示す
平面図、第６図は同側面図、第７図は同正面図、
第８図は第７図の拡大詳細図である。 １……ロータ、５……主軸、１６……アツパー
スライド、１８ａ，１８ｂ……刃物台、２１，２
２……サーボモータ、２３……数値制御装置、３
３……調整軸、３８……手動操作軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加工物を装着して回転する主軸と、この主
   軸の長手方向に対して直交する方向に移動するア
   ツパースライドと、このアツパースライド上に設
   けられ、このアツパースライド上を前記主軸の長
   手方向と平行方向に移動する一対の左、右刃物台
   と、前記アツパースライドを前記主軸の長手方向
   と直交する方向に移動させるアツパースライド駆
   動装置と、前記一対の左右刃物台を前記主軸の長
   手方向と平行な方向に同時にかつ互に反対向きに
   移動させる１個の刃物台駆動装置と、前記両駆動
   装置を制御する制御装置と、前記左、右刃物台の
   初期位置を独立に設定するための手動操作機構と
   を設けたことを特徴とするロータ加工装置。