CN102099140A - 一次性旋转切削刀具 - Google Patents

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Abstract

在粗糙切削切具(20)中，方形刀片(51)和矩形刀片(52)呈交错样式沿轴向设置在第一至第四台阶部分(26至28)内，所以通过由方形刀片(51)之一和矩形刀片(52)之一组成的一对形成切削刃。因此能够有效地降低与叶片根部接触的频率。此外，在第二至第五台阶部分(26至28)中，方形刀片(51)和矩形刀片(52)的AR和RR沿从刀具本体23的尖端到后端的顺序逐渐增加。因此，能够抑制加工期间的震颤振动，且能够减小作业材料的切削表面的粗糙度。

Description

一次性旋转切削刀具
技术领域
本发明涉及一种一次性旋转切削刀具，且具体地涉及一种用于切削安装在转子外周上的涡轮叶片的叶片根部的一次性旋转切削刀具。
背景技术
在制造用于发电机的已知涡轮叶片的情况下，涡轮叶片的叶片根部的轮廓必须与形成在转子外周内的圣诞树形槽的形状匹配，从而叶片根部可安装到该槽内。该叶片根部相对于其自身纵向方向大致双侧对称，加工成使叶片根部朝向其尖端逐渐变窄，呈其中根部的宽度增加和减小的倒置的圣诞树形，并形成使得其中根部宽度变得较小的窄部与根部宽度变得较大的宽部交替。
为了在单个工序加工该类叶片根部的侧表面，例如，已知称为一次性的切削刀具，其中设有形成倒置圣诞树形的刀具本体，且切削刀片可固定到形成在刀具本体内的多个切削刀片座内(例如参照专利文件1)。该类型的切削刀具减少丢弃的刀具的量且经济，因为仅切削刀片可更换，而刀具本体继续使用。
专利文件1：日本公开专利公开第2000-254812号
但是，用专利文件1中描述的切削刀具，因为通过单个刀具完成复杂叶片根部的粗糙切削，所以在刀具上有较重负载，且具体来说，刀具沿径向方向较窄的部分比其它部分脆弱。因此，在加工期间可能发生震动和震颤的噪声。此外，在该类不稳定状态继续加工的情况下，刀具可断裂，尤其是在较窄部分，所以必须在限制刀具切削进给的同时进行，因而可能无法实现高效加工。此外，切削刀片的形状必须与叶片根部的轮廓匹配，所以可能无法使用市场上可购得的常规举行切削刀片。因此，切削刀片的制造成本可能较昂贵。
发明内容
作出本发明以解决上述问题，且本发明的目的是提供可高效且稳定地加工涡轮叶片的叶片根部的一次性旋转切削刀具。
本发明提供一种用于进行安装到转子外周上的涡轮叶片的叶片根部的粗糙切削的一次性旋转切削刀具，所述叶片根部待加工成使得所述叶片根部相对于所述叶片根部的纵向双侧对称，且所述叶片根部朝向尖端逐渐变窄，呈其中所述叶片根部的宽度增加和减小的倒置圣诞树形，且所述叶片根部交替地包括每个宽度变小的窄部和每个宽度变大的宽部，特征在于：一次性旋转切削刀具包括：刀具本体，该刀具本体绕轴线旋转，并形成成使得直径沿轴向朝向尖端以台阶方式变窄，并在刀具本体的侧表面上包括多个台阶部分，多个台阶部分在数量上对应于待形成在叶片根部上的宽部；刀片基座，所述刀片基座数量至少为偶数沿刀具本体的台阶部分中每个的周向形成在台阶部分中每个的外周上，并设置成相对于轴向以交错样式布置的凹陷区域，以及刀片，所述刀片配装在刀片基座内，并固定，刀片基座包括：第一刀片基座，以及第二刀片基座，刀片包括：第一刀片，该第一刀片是矩形的，并固定在第一刀片基座内，并包括平行于纵向方向的边，以及第二刀片，该第二刀片是矩形的，并固定在第二刀片基座内，并包括平行于纵向方向的边，当沿纵向在横截面内观察叶片根部将要形成的平面形状时，第一刀片的所述边的旋转路径的一部分和第二刀片的所述边的旋转路径的一部分沿各台阶部分中每个的纵向在同一直线上彼此重叠，根据所述第一刀片的所述边的所述旋转路径和所述第二刀片的所述边的所述旋转路径用特定切削公差切削将成为对应于所述台阶部分的所述宽部的部分，并平行于所述纵向切削沿轴向对应于所述台阶部分的长度的部分，所述第一刀片和所述第二刀片构成右旋切削，沟槽，所述沟槽形成在所述第一刀片基座与所述第二刀片基座之间，且是左旋螺旋，以及所述第一刀片和所述第二刀片的所述刀具本体的AR(沿轴向的刀面角)随着每个所述台阶部分以沿轴向从所述刀具本体的所述尖端到后端的顺序逐渐增加。
附图说明
图1是叶片根部1的局部剖视图。
图2是叶片根部切削工序的流程图。
图3是示出粗糙切削工序的内容的视图。
图4是在完成粗糙切削工序之后叶片根部1的放大局部视图。
图5是粗糙切削切具20的倾斜视图。
图6是粗糙切削切具20的倾斜视图。
图7是沿轴向从尖端侧看的粗糙切削切具20的视图。
图8是示出沿粗糙切削切具20的轴向方向方形刀片51和矩形刀片52之间位置关系的视图。
图9是粗糙切削切具20的侧视图。
图10是粗糙切削切具20的侧视图。
图11是示出形成在叶片根部1内的粗糙切削形状2与台阶部分25至29内方形刀片51和矩形刀片52的运动路径之间的关系的视图。
图12是示出半精加工工序的内容的视图。
图13是在完成半精加工工序之后叶片根部1的放大局部视图。
图14是半精加工切具70的倾斜视图。
图15是半精加工切具70的倾斜视图。
图16是沿轴向从尖端侧看的半精加工切具70的视图。
图17是示出沿半精加工切具70的轴向矩形刀片91、方形刀片92、种子形刀片95以及圆形刀片96之间位置关系的视图。
图18是示出形成在叶片根部1内的半精加工形状3与台阶部分75至79内矩形刀片91、方形刀片92、种子形刀片95以及圆形刀片96的运动路径之间的关系的视图。
图19是示出精加工工序的内容的视图。
图20是示出第一评价试验结果的表。
图21是示出第二评价试验结果的表。
具体实施方式
此后，将参照附图解释作为本发明实施例的粗糙切削切具20。图1中示出的叶片根部1是用于将涡轮叶片(未示出)安装到形成在用于发电机的转子(图中未示出)外周内的槽内的基部。图5中示出的粗糙切削切具20是用在粗糙切削工序(参见图2，S10)中的一次性旋转切削刀具，该粗糙切削工序作为用于切削叶片根部1的一系列工序中的第一个工序进行。
首先，解释叶片根部1的形状。如图1所示，作为涡轮叶片的基部的叶片根部1相对于其自身纵向轴线双侧对称，并形成使叶片根部1朝向末端逐渐变窄，呈其中根部的宽度增加和减小的倒置的圣诞树形。在叶片根部1的外侧面上，第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13以及第四宽部14在各宽部之间形成有间隔，使得根部的宽度从末端向后端逐渐增加。
此外，在第一宽部11与第二宽部12之间形成第一窄部15，在第二宽部12与第三宽部13之间形成第二窄部16，且在第三宽部13与第四宽部14之间形成第三窄部17。在第四宽部14之后形成第四窄部18。根部在第二窄部16处的宽度比根部在第一窄部15处的宽度宽。根部在第三窄部17处的宽度比根部在第二窄部16处的宽度宽。根部在第四窄部18处的宽度比根部在第三窄部17处的宽度宽。
接着，将解释叶片根部1的切削工序。如图2所示，叶片根部切削工序包括粗糙切削工序(S10)、半精加工工序(S11)以及精加工工序(S12)。此后，将按顺序详细解释这三个工序的内容。
首先，将解释粗糙切削工序(S10)。如图3所示，在假设叶片根部1在端部形成平面叶片根部形状10(由双点划线表示)的情况，则首先使用粗糙切削切具20在叶片根部1内切削粗糙切削形状2。将粗糙切削形状2的轮廓切削成台阶形状，使得直径随着沿平面叶片根部形状10的纵向方向的每个连续台阶变窄。粗糙切削形状2的粗糙切削使得在平面叶片根部形状10的第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13以及第四宽部14处留下特定的切削公差65，如图4所示。
换言之，在首先在粗糙切削工序中切削根部宽度较宽的第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14之后，在半精加工工序中切削其中根部宽度较窄的第一窄部15、第二窄部16、第三窄部17和第四宽部18。因而，在通过下述半精加工切具70进行进一步切削时，已切削了第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14。因此，对应于第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14的半精加工切具70的各较窄部分(参照图14)不与叶片根部1的侧面接触。各较窄部分的强度小于其它部分的强度，但由于各较窄部分不与叶片根部1接触，所以可减小半精加工切具70上承载的负载。
接着，将解释粗糙切削切具20的结构。如图5所示，粗糙切削切具20是一次性旋转切削刀具，其可固定有具有切削刃的可拆除刀片。粗糙切削切具20设有刀具本体23，其沿轴向朝向尖端呈台阶形逐渐变窄。可能与图中未示出的机床的主轴端部接触的大致圆柱形基座部分22沿轴向同轴地设置在刀具本体23的后端部上。可能安装设置在主轴上的刀具安装孔(图中未示出)内的锥形部分21沿轴向同轴地设置在基座部分22的后端部上。粗糙切削切具20是具有右旋切削和左向螺旋的旋转切削刀具。
接着，将解释刀具本体23的形状。如图5和图6所示，刀具本体23具有几乎与所要形成的粗糙切削形状2匹配的台阶形轮廓(参照图3的右侧)。以沿轴向从基座部分22端到刀片端的顺序，刀具本体23构造形成第一台阶部分25、第二台阶部分26、第三台阶部分27、第四台阶部分28以及第五台阶部分29，第一台阶部分25沿轴向从尖端侧看其形状为大致十字形，第二台阶部分26沿轴向同轴设置在第一台阶部分25的尖端侧上并形成与第一台阶部分25相同的形状，但比第一台阶部分25小，第三台阶部分27沿轴向同轴设置在第二台阶部分26的尖端侧上并形成与第二台阶部分26相同的形状，但比第二台阶部分26小，第四台阶部分28沿轴向同轴设置在第三台阶部分27的尖端侧上并形成与第三台阶部分27相同的形状，但比第三台阶部分27小，第五台阶部分29沿轴向同轴设置在第四台阶部分28的尖端侧上并形成与第四台阶部分28相同的形状，但比第四台阶部分28小。
当沿轴向从尖端侧观察这样构造的刀具本体23时，第五台阶部分29、第四台阶部分28、第三台阶部分27、第二台阶部分26和第一台阶部分25的位置从尖端向后端向左(逆时针)扭转，如图7所示。沿刀具本体23的轴向还形成四个台阶沟槽37。当沿轴向从尖端侧看时，各台阶沟槽37向左(逆时针)扭转。
接着，将参照图5至图7按顺序解释构造成刀具本体23的第一至第五台阶部分25至29。首先将解释沿轴向处在刀具本体23的尖端处的第五台阶部分29，之后将按顺序解释第四台阶部分28、第三台阶部分27、第二台阶部分26以及第一台阶部分25。
首先，解释第五台阶部分29的结构。如图5至图7所示，第五台阶部分29是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。沿大致十字形的四个方向向外突出的第一突出部分31、第二突出部分32、第三突出部分33以及第四突出部分34设置在第五台阶部分29内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分31与第二突起部分32之间、第二突起部分32与第三突起部分33之间、第三突起部分33与第四突起部分34之间、以及第四突起部分34与第一突起部分31之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽37之一的一部分。
此外，如图5和图6所示，形成矩形形状的切削刀片基座44设置成在第一突出部分31的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的切削刀片基座49设置成在第二突出部分32的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座(图中未示出)设置成在第三突出部分33的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座49(参照图6)设置成在第四突出部分34的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。换言之，切削刀片基座44和49相对于彼此以交错样式布置。
矩形刀片52配装在切削刀片基座44内并由螺栓60固定，切削刀片基座44设置成第一突出部分31内的凹陷区域。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座49内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座45设置成第二突出部分32内的凹陷区域。另一矩形刀片52(参照图7)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第三突出部分33内的凹陷区域。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座49内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座49设置成第四突出部分34内的凹陷区域。每个矩形刀片52设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个长边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向(参照图4)。
接着，解释第四台阶部分28的结构。如图5至图7所示，第四台阶部分28像第五台阶部分29一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分31、第二突起部分32、第三突起部分33以及第四突起部分34设置在第四台阶部分28内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分31与第二突起部分32之间、第二突起部分32与第三突起部分33之间、第三突起部分33与第四突起部分34之间、以及第四突起部分34与第一突起部分31之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽37之一的一部分。
此外，如图5和图6所示，形成矩形形状的切削刀片基座43设置成在第一突出部分31的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的切削刀片基座48设置成在第二突出部分32的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座(图中未示出)设置成在第三突出部分33的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座48(参照图6)设置成在第四突出部分34的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。换言之，切削刀片基座43和48相对于彼此以交错样式布置。
方形刀片51配装在切削刀片基座43内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座43设置成第一突出部分31内的凹陷区域(参见图5)。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座48内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座48设置成第二突出部分32内的凹陷区域。另一方形刀片51(参照图7)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第三突出部分33内的凹陷区域。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座48内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座48设置成第四突出部分34内的凹陷区域。每个方形刀片51设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向(参照图4)，且每个矩形刀片52设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个长边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向。
接着，解释第三台阶部分27的结构。如图5至图7所示，第三台阶部分27像第五台阶部分29一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分31、第二突起部分32、第三突起部分33以及第四突起部分34设置在第三台阶部分27内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分31与第二突起部分32之间、第二突起部分32与第三突起部分33之间、第三突起部分33与第四突起部分34之间、以及第四突起部分34与第一突起部分31之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽37之一的一部分。
此外，如图5和图6所示，形成矩形形状的切削刀片基座42设置成在第一突出部分31的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的切削刀片基座47设置成在第二突出部分32的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座(图中未示出)设置成在第三突出部分33的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座47(参照图6)设置成在第四突出部分34的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。换言之，切削刀片基座42和47相对于彼此以交错样式布置。
另一方形刀片51配装在切削刀片基座42内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座41设置成第一突出部分31内的凹陷区域(参见图5)。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座47内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座45设置成第二突出部分32内的凹陷区域。另一方形刀片51(参照图7)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第三突出部分33内的凹陷区域。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座48内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座46设置成第四突出部分34内的凹陷区域。每个方形刀片51设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向(参照图4)，且每个矩形刀片52设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个长边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向。
接着，解释第二台阶部分26的结构。如图5至图7所示，第二台阶部分26像第五台阶部分29一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分31、第二突起部分32、第三突起部分33以及第四突起部分34设置在第二台阶部分26内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分31与第二突起部分32之间、第二突起部分32与第三突起部分33之间、第三突起部分33与第四突起部分34之间、以及第四突起部分34与第一突起部分31之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽37之一的一部分。
此外，如图5和图6所示，形成矩形形状的切削刀片基座41设置成在第一突出部分31的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的切削刀片基座46设置成在第二突出部分32的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座(图中未示出)设置成在第三突出部分33的内表面的后端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座46(参照图6)设置成在第四突出部分34的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。换言之，切削刀片基座41和46相对于彼此以交错样式布置。
另一方形刀片51配装在切削刀片基座41内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座41设置成第一突出部分31内的凹陷区域(参见图5)。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座46内并由螺栓60(图中未示出)固定，切削刀片基座46设置成第二突出部分32内的凹陷区域。另一方形刀片51(参照图7)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第三突出部分33内的凹陷区域。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座46内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座46设置成第四突出部分34内的凹陷区域。每个方形刀片51设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向(参照图4)，且每个矩形刀片52设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个长边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向。
接着，解释第一台阶部分25的结构。如图5至图7所示，第一台阶部分25像第五台阶部分29一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分31、第二突起部分32、第三突起部分33以及第四突起部分34设置在第一台阶部分25内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分31与第二突起部分32之间、第二突起部分32与第三突起部分33之间、第三突起部分33与第四突起部分34之间、以及第四突起部分34与第一突起部分31之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽37之一的一部分。
此外，如图5和图6所示，形成矩形形状的切削刀片基座45设置成在第二突出部分32的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座45设置成在第四突出部分34的内表面的前端侧处的凹陷区域，面向台阶形沟槽37之一。换言之，切削刀片基座45、45布置在相对彼此相同的位置。
另一矩形刀片52配装在切削刀片基座45内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座45设置成第二突出部分32内的凹陷区域。另一矩形刀片52配装在切削刀片基座45内并由另一螺栓60固定，切削刀片基座45设置成第四突出部分34内的凹陷区域(参见图6)。每个矩形刀片52设置成具有平行于刀具本体23的轴向的两个边，外侧边平行于平面叶片根部形状10的纵向方向(参照图4)。
接着，将解释沿粗糙切削切具20的轴向方向方形刀片51和矩形刀片52之间的位置关系。首先，如图8所示，在第一台阶部分25内，固定到第二突起部分32内的矩形刀片52和固定到第四突起部分34内的矩形刀片52设置在沿轴向的同一水平上。
此外，在第二台阶部分26至第四台阶部分28中的每个内，固定到第一突起部分31和第三突起部分33内的方形刀片51沿轴向相对于固定在第二突起部分32和第四突起部分34内的矩形刀片52呈交错样式布置。同样在第五台阶部分29内，固定到第一突起部分31和第三突起部分33内的矩形刀片52沿轴向相对于固定在第二突起部分32和第四突起部分34内的矩形刀片52呈交错样式布置。
接着，将解释固定到第二台阶部分26至第五台阶部分29内的方形刀片51和矩形刀片52的AR和RR。AR代表刀具本体23的轴向刀面角。具体来说，AR是作为方形刀片51和矩形刀片52中每个的四个边中平行于刀具本体23的轴向的边的侧刃的轴向刀面角(参照图9和图10)。相反，RR表示刀具本体23的径向刀面角。具体来说，RR是作为方形刀片51和矩形刀片52中每个的四个边中垂直于刀具本体23的轴向的边的底刃的径向刀面角(参照图7)。在本实施例的粗糙切削切具20中，方形刀片51和矩形刀片52的AR和RR随着每个台阶部分从刀具本体23的尖端向后端逐渐增加。
接着解释AR。如图9和图10所示，例如，以交错样式固定在第五台阶部分29内的四个矩形刀片52的AR各是3度。以交错样式固定在第四台阶部分28内的两个方形刀片51和两个矩形刀片52的AR各是5度。以交错样式固定在第三台阶部分27内的两个方形刀片51和两个矩形刀片52的AR各是7度。以交错样式固定在第二台阶部分26内的两个方形刀片51和两个矩形刀片52的AR各是9度。换言之，各AR设置成3度、5度、7度和9度，从而刀片角随着每个台阶部分从刀具本体23的尖端到后端逐渐增加。在本实施例中，固定到第一台阶部分25内的矩形刀片52的AR设置成9度，使得矩形刀片52的AR与固定到第二台阶部分26内的方形刀片51和矩形刀片52的RR相同，但矩形刀片52的AR可设置成更大值。
接着解释RR。如图7所示，以交错样式固定在第五台阶部分29内的四个矩形刀片52的RR各是-2度。以交错样式固定在第四台阶部分28内的两个方形刀片51和两个矩形刀片52的RR各是0度。以交错样式固定在第三台阶部分27内的两个方形刀片51和两个矩形刀片52的RR各是3度。以交错样式固定在第二台阶部分26内的两个方形刀片51和两个矩形刀片52的RR各是5度。换言之，各RR设置成-2度、0度、3度和5度，从而刀片角随着每个台阶部分从刀具本体23的尖端到后端逐渐增加。在本实施例中，固定到第一台阶部分25内的矩形刀片52的RR设置成5度，使得矩形刀片52的RR与固定到第二台阶部分26内的方形刀片51和矩形刀片52的RR相同，但矩形刀片52的RR也可设置成更大值。
对每个台阶部分改变方形刀片51和矩形刀片52的AR和RR使其能够抑制震颤振动，并还使其能够降低粗糙切削形状2的切削表面的粗糙度。以下将描述该效果的验证。
接着，将参照图11解释根据方形刀片51行进的路径和矩形刀片52行进的路径切割粗糙切削形状2的方法。图11示出沿刀具本体23的轴向截面观察的刀片51和52中每个行进的路径。这里，将假设刀具本体23沿轴向的后端侧是上侧，且沿轴向的刀片端侧是下侧而给予解释。如图11所示，首先在第一台阶部分25内，在旋转路径下侧处矩形刀片52的水平边将平面叶片根部形状10的顶端切割成平坦形状。
此外，在第二台阶部分26内，旋转路径外侧顶部处的方形刀片51的垂向边和旋转路径外侧的底部处矩形刀片52的垂向边沿同一直线设置，形成为平行于轴向的直线的切削路径。沿该切削路径切削对应于平面叶片根部形状10的第一宽部11的部分。此时，平行于轴向进行该切削，从而相对于第一宽部11留出特定的切削公差65。
同样在第三台阶部分27内，旋转路径外侧顶部处的方形刀片51的垂向边和旋转路径外侧的底部处矩形刀片52的垂向边沿同一直线设置，形成为平行于轴向的直线的切削路径。沿该切削路径切削对应于平面叶片根部形状10的第二宽部12的部分。此时，平行于轴向进行该切削，从而相对于第二宽部12留出特定的切削公差65。
同样在第四台阶部分28内，旋转路径外侧顶部处的方形刀片51的垂向边和旋转路径外侧的底部处矩形刀片52的垂向边沿同一直线设置，形成为平行于轴向的直线的切削路径。沿该切削路径切削对应于平面叶片根部形状10的第三宽部13的部分。此时，平行于轴向进行该切削，从而相对于第三宽部13留出特定的切削公差65。
此外，在第五台阶部分29内，旋转路径外侧顶部处的矩形刀片52的垂向边和旋转路径外侧的底部处矩形刀片52的垂向边沿同一直线设置，形成为平行于轴向的直线的切削路径。沿该切削路径切削对应于平面叶片根部形状10的第四宽部14的部分和对应于第四窄部18的部分。此时，平行于轴向进行该切削，从而相对于第四宽部14留出特定的切削公差65。
在由第二台阶部分26内的刀片51和52形成的垂向切削路径的底端部分与由第三台阶部分27内的刀片51和52形成的垂向切削路径的顶端部分之间，沿固定到第二台阶部分26内的矩形刀片52的旋转路径的底边进行切削。在由第三台阶部分27内的刀片51和52形成的垂向切削路径的底端部分与由第四台阶部分27内的刀片51和52形成的垂向切削路径的顶端部分之间，沿固定到第三台阶部分27内的矩形刀片52的旋转路径的底边进行切削。在由第四台阶部分28内的刀片51和52形成的垂向切削路径的底端部分与由第三台阶部分29内的刀片51和52形成的垂向切削路径的顶端部分之间，沿固定到第四台阶部分28内的矩形刀片52的旋转路径的底边进行切削。
因此，如图4所示，在粗糙切削工序(S10)中，以台阶形状切削的粗糙切削形状2形成使得在平面叶片根部形状10的第一至第四宽部11至14内留出切削公差65。
因此，在粗糙切削切具20内，方形刀片51和矩形刀片52沿轴向呈交错样式设置在第二至第四台阶部分26至28内。与形成在已知高速型粗糙切削切具的每个台阶部分内的单个切削刃相反，在粗糙切削切具20内，由方形刀片51中的一个和矩形刀片52中的一个组成的每对形成单个切削刃。换言之，在第二至第四台阶部分26至28中的每个内，四个刀片呈交错样式设置，从而形成两个切削刃。在已知高速粗糙切削切具内，必需设置大量的切削刃(例如，六个切削刃)来切削具有复杂形状的粗糙切削形状2。
因而，如在粗糙切削切具20内那样，以交错样式设置方形刀片51之一与矩形刀片52之一组成的每对，使得能够有效减小与叶片根部1的外侧表面接触的频率。由于这能够减小由叶片根部1承载的负载，所以可增加粗糙切削切具20的切削速度，从而可使切削进给更快。因此，可高效地进行粗糙切削工序的作业。此外，用在粗糙切削切具20内的方形刀片51和矩形刀片52具有简单的形状，因此可使用已知的市场上可购得的一次性刀片。换言之，不必制造新型刀片来用于粗糙切削切具20，因此能够以方便使用的形式提供粗糙切削切具20而不会增加成本。
接着，将解释半精加工工序(S11)。如图12所示，使用半精加工切具70以从如图3所示在粗糙切削工序中在叶片根部1内切削出的粗糙切削形状2在叶片根部1内切削半精加工形状3。将半精加工形状3的轮廓切削成其中相对于平面叶片根部形状10留出特定的切削公差65(参照图13)。换言之，如图13所示，完成半精加工形状3的切削，使得除了先前留在平面叶片根部形状10的第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14内的切削公差65之外，将变成第一窄部15、第二窄部16、第三窄部17和第四窄部18的区域内也留出切削公差65。
接着，将解释半精加工切具70的结构。如图14所示，半精加工切具70是一次性旋转切削刀具，其可固定有具有切削刃的可拆除刀片。半精加工切具70设有刀具本体73，其沿轴向朝向尖部呈台阶形逐渐变窄。可能与图中未示出的机床的主轴端部接触的大致圆柱形基座部分72沿轴向同轴地设置在刀具本体73的后端部上。可能安装设置在主轴上的刀具安装孔(图中未示出)内的锥形部分71沿轴向同轴地设置在基座部分72的后端部上。
接着，将解释刀具本体73的形状。如图14和图15所示，刀具本体73具有几乎与所要形成的半精加工形状3匹配的轮廓(参照图12)。刀具本体73构造形成第一台阶部分75、第二台阶部分76、第三台阶部分77、第四台阶部分78以及第五台阶部分79，第一台阶部分75设置在基座部分72上且沿轴向从尖端侧看其形状为大致十字形，第二台阶部分77沿轴向同轴设置在第一台阶部分75的尖端侧上并形成与第一台阶部分75相同的形状，第三台阶部分77沿轴向同轴设置在第二台阶部分76的尖端侧上并形成与第二台阶部分76相同的形状，但比第二台阶部分76小，第四台阶部分78沿轴向同轴设置在第三台阶部分77的尖端侧上并形成与第三台阶部分77相同的形状，但比第三台阶部分77小，第五台阶部分79沿轴向同轴设置在第四台阶部分78的尖端侧上并形成与第四台阶部分78相同的形状，但比第四台阶部分78小。
当沿轴向从尖端侧观察这样构造的刀具本体73时，第五台阶部分79、第四台阶部分78、第三台阶部分77、第二台阶部分76和第一台阶部分75的位置从尖端向后端向左(逆时针)扭转，如图16所示。沿刀具本体73的轴向还形成四个台阶沟槽57。当沿轴向从尖端侧看时，各台阶沟槽57向左(逆时针)扭转。
接着，将参照图14至图16按顺序解释构造成刀具本体73的第一至第五台阶部分75至79。首先将解释沿轴向处在刀具本体73的尖端处的第五台阶部分79，之后将按顺序解释第四台阶部分78、第三台阶部分77、第二台阶部分76以及第一台阶部分75。
首先，解释第五台阶部分79的结构。如图14至图16所示，第五台阶部分79是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。沿大致十字形的四个方向向外突出的第一突出部分81、第二突出部分82、第三突出部分83以及第四突出部分84设置在第五台阶部分79内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分81与第二突起部分82之间、第二突起部分82与第三突起部分83之间、第三突起部分83与第四突起部分84之间、以及第四突起部分84与第一突起部分81之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽57之一的一部分。
此外，如图14所示，形成大致椭圆形状的切削刀片基座104设置成第一突出部分81的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成圆形的切削刀片基座89设置成第二突出部分82的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成大致椭圆形的切削刀片基座(图中未示出)设置成第三突出部分83的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成圆形的另一切削刀片基座89(参照图14)设置成第四突出部分84的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。
种子形刀片95配装在切削刀片基座104内并由螺栓97固定，该种子形刀片95具有其中一对平行直边在两端处通过圆弧彼此连结的形状，切削刀片基座104设置成第一突出部分81内的凹陷区域。盘形圆刀片96配装在切削刀片基座89内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座89设置成第二突出部分82内的凹陷区域(参见图15)。另一种子形刀片95配装在切削刀片基座104内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座104设置成第三突出部分83内的凹陷区域。另一圆形刀片96配装在切削刀片基座89内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座89设置成第四突出部分84内的凹陷区域。此时，每个种子形刀片95设置成两个圆弧部分之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位，且长边以相交方式相对于刀具本体73的轴向倾斜定向。此外，每个圆形刀片96设置成使得其外部边缘的一部分沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。
接着，解释第四台阶部分78的结构。如图14至图16所示，第四台阶部分78像第五台阶部分79一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分81、第二突起部分82、第三突起部分83以及第四突起部分84也设置在第四台阶部分78内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分81与第二突起部分82之间、第二突起部分82与第三突起部分83之间、第三突起部分83与第四突起部分84之间、以及第四突起部分84与第一突起部分81之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽57之一的一部分。
此外，如图14所示，形成矩形形状的切削刀片基座103设置成第一突出部分81的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的切削刀片基座88设置成第二突出部分82的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成圆形的另一切削刀片基座103(参照图14)设置成第三突出部分83的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的切削刀片基座(图中未示出)设置成第四突出部分84的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。
具有细长矩形形状的矩形刀片91配装在切削刀片基座103内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座103设置成第一突出部分81内的凹陷区域。形成方形形状的方形刀片92配装在切削刀片基座88内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座88设置成第二突出部分82内的凹陷区域(参见图15)。另一矩形刀片91配装在切削刀片基座103内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座101设置成第三突出部分83内的凹陷区域。另一方形刀片92(参照图16)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第四突出部分84内的凹陷区域。此时，每个矩形刀片91设置成使得其四个角部之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。此外，每个方形刀片92设置成使得其四个角部之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。
接着，解释第三台阶部分77的结构。如图14至图16所示，第三台阶部分77像第五台阶部分79一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分81、第二突起部分82、第三突起部分83以及第四突起部分84也设置在第三台阶部分77内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分81与第二突起部分82之间、第二突起部分82与第三突起部分83之间、第三突起部分83与第四突起部分84之间、以及第四突起部分84与第一突起部分81之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽57之一的一部分。
此外，如图14所示，形成矩形形状的切削刀片基座102设置成第一突出部分81的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的切削刀片基座87设置成第二突出部分82的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座102设置成第三突出部分83的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的切削刀片基座(图中未示出)设置成第四突出部分84的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。
具有细长矩形形状的另一矩形刀片91配装在切削刀片基座102内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座101设置成第一突出部分81内的凹陷区域。形成方形形状的另一方形刀片92配装在切削刀片基座87内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座85设置成第二突出部分82内的凹陷区域(参见图15)。另一矩形刀片91配装在切削刀片基座102内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座101设置成第三突出部分83内的凹陷区域。另一方形刀片92(参照图16)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第四突出部分84内的凹陷区域。此时，每个矩形刀片91设置成使得其四个角部之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。此外，每个方形刀片92设置成使得其四个角部之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。
接着，解释第二台阶部分76的结构。如图14至图16所示，第二台阶部分76像第五台阶部分79一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分81、第二突起部分82、第三突起部分83以及第四突起部分84设置在第二台阶部分76内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分81与第二突起部分82之间、第二突起部分82与第三突起部分83之间、第三突起部分83与第四突起部分84之间、以及第四突起部分84与第一突起部分81之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽57之一的台阶部分。
此外，如图14所示，形成矩形形状的切削刀片基座101设置成第一突出部分81的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的切削刀片基座86设置成第二突出部分82的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的另一切削刀片基座101设置成第三突出部分83的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的切削刀片基座(图中未示出)设置成第四突出部分84的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。
具有细长矩形形状的另一矩形刀片91配装在切削刀片基座101内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座101设置成第一突出部分81内的凹陷区域。形成方形形状的另一方形刀片92配装在切削刀片基座86内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座85设置成第二突出部分82内的凹陷区域(参见图15)。另一矩形刀片91配装在切削刀片基座101内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座101设置成第三突出部分83内的凹陷区域。另一方形刀片92(参照图16)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第四突出部分84内的凹陷区域。此时，每个矩形刀片91设置成使得其四个角部之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。此外，每个方形刀片92设置成使得其四个角部之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。
接着，解释第一台阶部分75的结构。如图14至图16所示，第一台阶部分75像第五台阶部分79一样是矩形柱，其形状沿轴向从尖端侧看是大致十字形。第一突起部分81、第二突起部分82、第三突起部分83以及第四突起部分84设置在第一台阶部分75内。沿轴向从尖端侧看时呈L形的沟槽形成在第一突起部分81与第二突起部分82之间、第二突起部分82与第三突起部分83之间、第三突起部分83与第四突起部分84之间、以及第四突起部分84与第一突起部分81之间，且每个沟槽形成台阶形沟槽57之一的一部分。
此外，如图14所示，形成矩形形状的切削刀片基座85设置成第二突出部分82的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。形成矩形形状的切削刀片基座(图中未示出)设置成第四突出部分84的内表面内的凹陷区域，面向台阶形沟槽57之一。
形成方形形状的另一方形刀片92配装在切削刀片基座85内并由另一螺栓97固定，切削刀片基座85设置成第二突出部分82内的凹陷区域(参见图15)。另一方形刀片92(参照图16)配装在切削刀片基座(图中未示出)内并由螺栓(图中未示出)固定，切削刀片基座设置成第四突出部分84内的凹陷区域。此时，每个方形刀片92设置成使得其四个角部之一沿径向朝向刀具本体73的外侧定位。
接着，将解释沿半精加工切具70的轴向方向矩形刀片91、方形刀片92、种子形刀片95和圆形刀片96之间的位置关系。首先，如图17所示，在第一台阶部分75内，固定到第二突起部分82内的方形刀片92和固定到第四突起部分84内的方形刀片92设置在沿轴线的同一水平上。
此外，在第二台阶部分76至第四台阶部分78中的每个内，固定到第一突起部分81和第三突起部分83内的矩形刀片91沿轴向相对于固定在第二突起部分82和第四突起部分84内的方形刀片92呈交错样式布置。在第五台阶部分79内，固定在第一突起部分81和第三突起部分83内的圆形刀片96和固定在第二突起部分82和第四突起部分84内的种子形刀片95布置成使得圆形刀片96之一的圆弧部分与种子形刀片95之一的圆弧部分交叠。
接着，将参照图18解释根据矩形刀片91行进的路径、方形刀片92行进的路径、种子形刀片95行进的路径以及圆形刀片96行进的路径切削半精加工形状3的方法。图18示出沿刀具本体73的轴向横截面观察的刀片91、92、95和96中每个行进的路径。刀具本体23沿轴向的后端侧是上侧，且沿轴向的尖端侧是下侧。首先，如图18所示，在第一台阶部分75内，由沿径向方向向外突出的角部的下侧上的边沿方形刀片92中每个的旋转路径形成切削路径。沿该切削路径切削平面叶片根部形状10的第一宽部11的后端侧，从而留出特定的切削公差65。
此外，在第二台阶部分76内，通过沿矩形刀片91中每个的旋转路径沿径向向外突出的角部、邻接角部的两侧、以及沿径向向外突出的方形刀片92中每个的角部的下侧上的一侧形成V型切削路径。沿V形切削路径切削第一窄部15，从而留出特定的切削公差65。
同样在第三台阶部分77内，通过沿矩形刀片91中每个的旋转路径沿径向向外突出的角部、邻接角部的两侧、以及沿径向向外突出的方形刀片92中每个的角部的下侧上的一侧形成V型切削路径。沿V形切削路径切削第二窄部16，从而留出特定的切削公差65。
同样在第四台阶部分78内，通过沿矩形刀片91中每个的旋转路径沿径向向外突出的角部、邻接角部的两侧、以及沿径向向外突出的方形刀片92中每个的角部的下侧上的一侧形成V型切削路径。沿V形切削路径切削第三窄部17，从而留出特定的切削公差65。
此外，在第五台阶部分79内，由种子形刀片95中每个的圆弧部分中的一个、从圆弧部分延伸的侧中的一侧、以及圆形刀片96中每个的旋转路径内的圆弧部分形成圆弧形切削路径。沿圆弧形切削路径切削第四窄部18，从而留出特定的切削公差65。
因此，在半精加工切具70内，矩形刀片91和方形刀片92呈交错样式设置在第二至第四台阶部分76至78内。与形成在已知高速型半精加工切具的每个台阶部分内的单个切削刃相反，在半精加工切具70内，由矩形刀片91中的一个和方形刀片92中的一个组成的每对形成单个切削刃。换言之，在第二至第四台阶部分86至88中的每个内，四个刀片呈交错样式设置，从而形成两个切削刃。在已知高速半精加工切具内，必需设置大量的切削刃(例如，六个切削刃)来切削具有复杂形状的半精加工形状。
因而，如在半精加工切具70内那样，以交错样式设置矩形刀片91之一与方形刀片92之一组成的每对，使得能够有效减小与叶片根部1的外侧表面接触的频率。由于这能够减小由叶片根部1承载的负载，所以可增加半精加工切具70的切削速度，从而可使切削进给更快。因此，可高效地进行半精加工工序的作业。
此外，通过固定到半精加工切削切具70的第五台阶部分79的两个种子形刀片95和两个圆形刀片96切削对应于平面叶片根部形状10的第四窄部18的部分。四个刀片沿轴向设置在同一水平上。换言之，与形成在第二至第四台阶部分76至78中的每个内的两个切削刃相反，在第五台阶部分79内形成四个切削刀片。用于比其它位置进行更大量切削的诸如第四窄部18的部分的大量切削刃的使用使得能够实现更稳定的加工。
此外，用在半精加工切具70内的矩形刀片91和方形刀片92像用在上述粗糙切削切具20中的刀片一样，具有简单的形状，因此可使用已知的市场上可购得的一次性刀片。换言之，不必制造新型刀片来用于半精加工切具70，因此能够以方便使用的形式提供半精加工切具70而不会增加成本。
在半精加工工序中，由于在粗糙切削工序中已经切削了平面叶片根部形状10的第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14，除了这些宽部，也对第一窄部15、第二窄部16、第三窄部17和第四窄部18进行切削，从而留出特定的切削公差65。此外，使刀具本体73的对应于第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14的各部分沿径向变得更窄，且不与叶片根部1的外侧表面接触，因为各宽部已被切削。
这意味着不会有过量的负载承载在比半精加工切具70的其它部分更脆弱的较窄部分上。因而，可使半精加工切具70的切削进给更快，因此可高效地切削半精加工形状3。此外，由于没有过量的负载承载在较窄部分上，可抑制在加工工序中产生的震颤噪声和振动，且在切削工序中可不必担心刀具可能断裂。因此，使用半精加工切具70使得能够对已形成在粗糙切削形状2内的叶片根部1上的平面叶片根部形状10的所有部分进行切削，从而可高效地切削半精加工形状3，留出特定的切削公差65。
接着，将解释精加工工序(S12)。如图19所示，使用具有倒置圣诞树形的精加工切具100来切削半精加工形状3，从而从在半精加工工序中在叶片根部1内切削好的半精加工形状3去除特定的切削公差65。因此，完成叶片根部1的切削工序。
如上文所解释的，用于切削叶片根部1的叶片根部切削工序由三个工序构成：粗糙切削工序、半精加工工序以及精加工工序。在粗糙切削工序中，使用根据本发明的粗糙切削切具20在叶片根部1内切削粗糙切削形状2。进行粗糙切削形状2的切削使得在平面叶片根部形状10的第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13以及第四宽部14内留下特定的切削公差65。粗糙切削切具20是一次性旋转切削刀具。粗糙切削切具20设有刀具本体23，其呈台阶形逐渐变窄。刀具本体23构造形成第一至第五台阶部分25至29。
每个台阶部分绕其周界设有偶数数量的凹陷刀片基座，且刀片基座沿轴向以交错样式设置。例如，矩形刀片52和方形刀片51沿周向交替配装在第二至第四台阶部分26至28中的每个内的刀片基座内，并被固定。换言之，由方形刀片51中的一个和矩形刀片52中的一个组成的一对形成切削刃，所以在第二至第四台阶部分26至28中的每个内形成两个切削刃。因此可有效地降低与叶片根部1的外侧表面接触的频率，所以可减轻由叶片根部承载的负载。
因而，可增加粗糙切削切具20的切削速度并使切削进给更快，因此可高效地进行粗糙切削工序的作业。此外，用在粗糙切削切具20内的方形刀片51和矩形刀片52具有简单的形状，因此可使用已知的市场上可购得的一次性刀片。换言之，不必制造新型刀片来用于粗糙切削切具20，因此能够以方便使用的形式提供粗糙切削切具20而不会增加成本。
可使用粗糙切削切具20来切削粗糙切削形状2。在粗糙切削形状2中，平面叶片根部形状10的第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13以及第四宽部14已被切削成留下切削公差65。因而，在作为下一工序的半精加工工序中，不必切削对应于第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14的各部分。在半精加工工序中，使用形成倒置圣诞树形的半精加工切具70，且比其它部分脆弱的沿径向较窄的各部分对应于已经切削成留出切削公差65的第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14。换言之，半精加工切具70的较窄部分不与叶片根部1的外侧表面接触，所以能够防止过量负载承载在半精加工切具70上。可使半精加工切具70的切削进给更快，因此可高效地切削半精加工形状3。此外，由于没有过量的负载承载在较窄部分上，可抑制在加工工序中产生的震颤噪声和振动，且在切削工序中可不必担心刀具可能断裂。
在粗糙切削切具20中，固定到第二台阶部分76至第五台阶部分79内的方形刀片51和矩形刀片52的AR和RR是变化的。具体来说，刀片的AR和RR在台阶部分中的每个内从所述刀具本体23的尖端向后端逐渐增加。这使得能够抑制震颤振动，并还使其能够降低粗糙切削形状2的切削表面的粗糙度。
接着，为了确定使用粗糙切削切具20的效果，将粗糙切削工序中使用粗糙切削切具20(刀具A)的情况和使用已知高速粗糙切削切具(刀具B)的情况相比较。在该评估测试1中，测量和评估其中使用一次性刀具A的情况中的切削进给和其中使用已知高速刀具B的情况中的切削进给。下表1中示出各刀具中每个的条件(切削刃的直径和数量)和切削条件(切削速度、每个切削刃的进给以及旋转速度)。
<表1>
具体来说，对刀具A的设置是直径为80.0毫米，切削刃的数量是两个，切削速度是每分钟100毫米，每个切削刃的进给为每个刃0.08毫米，且旋转速度为397.9min-1。另一方面，对刀具B的设置是直径为80.0毫米，切削刃的数量是6个，切削速度是每分钟20毫米，每个切削刃的进给为每个刃0.02毫米，且旋转速度为79.6min-1。关于作为刀具A的粗糙切削切具20的切削刃的数量，如上所述，两种类型的刀片以交错样式设置，所以与叶片根部1的外侧表面接触并切削该外侧表面的切削刃的数量是两个。
接着，将解释评价测试1的结果。如图20和表1所示，在使用刀具B的情况下，6个切削刃与工件材料接触来切削复杂粗糙切削形状2，所以切削速度和旋转速度可能不提高。因而，使用刀具B的情况下的切削速度是每分钟9.5毫米。相反，在使用刀具A的情况下，仅两个切削刃与作业材料接触，所以会减轻从作业材料产生的振动，使其能够使切削速度和旋转速度比刀具B快。因此，使用刀具A的情况下的切削速度是每分钟63.7毫米，这显著比使用刀具B快。这些结果验证了使用刀具A可高效地切削叶片根部1的粗糙切削形状2。
接着，为了确定改***糙切削切具20内刀片的AR和RR的效果，将在粗糙切削工序中使用其中刀片的AR和RR不变的具有相同刀面角的粗糙切削切具的情况与使用其中刀片的AR和RR变化的具有可变刀面角的粗糙切削切具的情况相比较。在评价测试2中，使用具有相同刀面角的切具和具有可变刀面角的切具切削粗糙切削形状2，并测量和评价切削表面的粗糙度。具体来说，测量形成粗糙切削形状2的每个台阶部分内的L形切削表面的侧面和底面的粗糙度(Ra(μm))。换言之，通过刀片的侧切削刃形成台阶部分的侧面，通过刀片的底切削刃形成底面。用于具有相同刀面角的切具和具有可变刀面角的切具内每个台阶部分的AR和RR如下表2中所示。
<表2>
Figure BPA00001306931600231
具体来说，具有相同刀面角的切具内刀片的AR都是4度，且RR都是-2度。另一方面，在具有可变刀面角的切具中，在第五台阶部分内AR是3度，在第四台阶部分内AR是5度，在第三台阶部分内AR是7度，在第二台阶部分内AR是9度，而在第五台阶部分内RR是-2度，在第四台阶部分内RR是0度，在第三台阶部分内RR是3度，在第二台阶部分内RR是5度。
接着，将解释评价测试2的结果。
<表3>
Figure BPA00001306931600241
如图21和表3所示，对于具有相同刀面角的切具，在第五台阶部分内侧面粗糙度是4.4μm，且底面粗糙度是5.2μm，在第四台阶部分内侧面粗糙度是6.8μm，底面粗糙度是7.9μm，在第三台阶部分内侧面粗糙度是7.2μm，且底面粗糙度是9.3μm，在第二台阶部分内侧面粗糙度是10.7μm，且底面粗糙度是14.8μm。另一方面，对于具有可变刀面角的切具，在第五台阶部分内侧面粗糙度是4.3μm，且底面粗糙度是4.5μm，在第四台阶部分内侧面粗糙度是4.5μm，底面粗糙度是4.8μm，在第三台阶部分内侧面粗糙度是4.8μm，且底面粗糙度是5.1μm，在第二台阶部分内侧面粗糙度是4.8μm，且底面粗糙度是5.2μm。因此，对于具有可变刀面角的切具，侧面和底面都呈现比具有相同刀面角的切具更小粗糙度的更好切削表面。因而，验证了改***糙切削切具20内刀片的AR和RR的效果。
在上述实施例中，作为根据本发明的一次性旋转切削刀具摂的粗糙切削切具20可以是例如端铣刀和侧切具中的一种。
显然可对本发明进行各种类型的变型。例如，在上述实施例中，粗糙切削切具20设有刀具本体23，该刀具本体包括第一至第五部分25至29，但台阶部分的数量并不限于5。
此外，在粗糙切削工序中，首先切削所有的窄部，即第一宽部11、第二宽部12、第三宽部13和第四宽部14，留出特定的切削公差65，但可切削尖端处的至少一个窄部，在该处根部的宽度极窄。
此外，在上述实施例中，AR在3至9度范围内变化，且RR在-2至+5度范围内变化，但也可能超过这些范围改变这些角度。
此外，在上述实施例中，固定到第一台阶部分26内的矩形刀片52的AR和RR不变，但它们可与固定到第二台阶部分27至第五台阶部分29内的刀片以相同的方式变化。
工业应用
根据本发明的一次性切削刀具并不限于涡轮叶片的叶片根部的情况，且可应用到切削树形基部的形状的任何情况。

Claims (6)

1.一种用于进行安装到转子外周上的涡轮叶片的叶片根部的粗糙切削的一次性旋转切削刀具，所述叶片根部待加工成使得所述叶片根部相对于所述叶片根部的纵向双侧对称，且所述叶片根部朝向尖端逐渐变窄，呈其中所述叶片根部的宽度增加和减小的倒置圣诞树形，且所述叶片根部交替地包括每个宽度变小的窄部和每个宽度变大的宽部，特征在于：
所述一次性旋转切削刀具包括：
刀具本体，所述刀具本体绕轴线旋转，并形成成使得直径沿轴向朝向尖端以台阶方式变窄，并在所述刀具本体的侧表面上包括多个台阶部分，所述多个台阶部分在数量上对应于待形成在所述叶片根部上的所述宽部；
刀片基座，所述刀片基座数量至少为偶数且沿所述刀具本体的所述台阶部分中每个的周向形成在所述台阶部分中每个的外周上，并设置成相对于所述轴向以交错样式布置的凹陷区域；以及
刀片，所述刀片配装在所述刀片基座内，并固定，
所述刀片基座包括：
第一刀片基座，以及
第二刀片基座，
所述刀片包括
第一刀片，所述第一刀片是矩形的，并固定在所述第一刀片基座内，并包括平行于所述纵向的边，以及
第二刀片，所述第二刀片是矩形的，并固定在所述第二刀片基座内，并包括平行于所述纵向的边，
当沿纵向在横截面内观察叶片根部将要形成的平面形状时，
所述第一刀片的所述边的旋转路径的一部分和所述第二刀片的所述边的旋转路径的一部分沿所述各台阶部分中每个的纵向在同一直线上彼此重叠，
根据所述第一刀片的所述边的所述旋转路径和所述第二刀片的所述边的所述旋转路径用特定切削公差切削将成为对应于所述台阶部分的所述宽部的部分，并平行于所述纵向切削沿轴向对应于所述台阶部分的长度的部分，
所述第一刀片和所述第二刀片构成右旋切削，
沟槽，所述沟槽形成在所述第一刀片基座与所述第二刀片基座之间，且是左旋螺旋，以及
所述第一刀片和所述第二刀片的所述刀具本体的AR(沿轴向的刀面角)随着每个所述台阶部分以沿轴向从所述刀具本体的所述尖端到后端的顺序逐渐增加。
2.如权利要求1所述的一次性旋转切削刀具，其特征在于，所述第一刀片和所述第二刀片的所述刀具本体的RR(沿径向的刀面角)随着每个所述台阶部分沿轴向从所述刀具本体的所述尖端到后端的顺序逐渐增加。
3.如权利要求1或2所述的一次性旋转切削刀具，其特征在于，各AR在3度至9度的范围内变化。
4.如权利要求1至3中任一项所述的一次性旋转切削刀具，其特征在于，所述各RR在-2度至5度范围内变化。
5.如权利要求1至4中任一项所述的一次性旋转切削刀具，其特征在于，所述各AR是所述第一刀片和所述第二刀片的平行于所述轴向的边的侧刃相对于所述轴向的角度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的一次性旋转切削刀具，其特征在于，所述各RR是所述第一刀片和所述第二刀片的垂直于所述轴向的边的底刃相对于所述径向的角度。
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