JP2008049426A - Cutting method, and pressure vessel manufactured by cutting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、丸駒フライスと先端に丸駒フライスを保持する主軸とを有するマシニングセンタを用いて対象物表面をR形状に加工する切削加工方法に係り、とりわけ、円筒形状からなる圧力容器本体に取り付けられるフランジ等の対象物表面をR形状に加工する切削加工方法、およびその切削加工方法により製造された圧力容器に関する。 The present invention relates to a cutting method for machining a surface of an object into an R shape by using a machining center having a round piece mill and a main shaft holding the round piece mill at the tip, and in particular, attached to a pressure vessel body having a cylindrical shape. The present invention relates to a cutting method for processing an object surface such as a flange into an R shape, and a pressure vessel manufactured by the cutting method.
従来より、円筒形状からなるGIS用圧力容器本体の表面にフランジ等の部品が溶接により取り付けられている。この場合、フランジ等からなる部品の取り付け面は、予め圧力容器本体の円筒面に沿うようにR形状に加工される。 Conventionally, parts such as flanges are attached to the surface of a cylinder-shaped pressure vessel main body for GIS by welding. In this case, the mounting surface of the component composed of a flange or the like is processed in advance into an R shape so as to follow the cylindrical surface of the pressure vessel body.
すなわち、図6に示すように、フランジ等からなる部品50は、円筒形状からなる圧力容器本体に取り付けられるようにR形状に加工される。この場合、この部品50の表面51が切削加工され、部品50の表面51にR形状面54が形成される。
That is, as shown in FIG. 6, a
部品50の表面51を切削加工する工作機械53は、先端に取り付けられた細長いエンドミル52を有し、このエンドミル52側面には切れ刃52aが形成されている。このエンドミル52の切れ刃52aが所定のR形状に沿って移動し、これにより部品50の表面51が輪郭切削されてR形状面54が形成される。
上述のように、部品50の表面51を切削加工してR形状面54を形成する際、エンドミル52が用いられる。この際、部品50の片側(図6の左側または右側)からエンドミル52により切削加工する場合、部品50の幅W(部品50がフランジの場合、フランジの直径)以上の突き出し長さを有するエンドミル52を用いる必要がある。他方、部品50の両側(図6の左側および右側)からエンドミル52により切削加工する場合、部品50の幅W(例えばフランジの直径)の2分の1以上、すなわちW/2以上の突き出し長さを有するエンドミル52を用いる必要がある。したがって、部品50の幅W(例えばフランジの直径)が大きくなると、これに伴い長いエンドミル52を用いる必要が生じる。
As described above, when the
しかしながら、このような長いエンドミル52を使用する場合、エンドミル52自体の剛性を確保することが難しい。また、長いエンドミル52を使用する場合、工作機械53の主軸53aにかかる曲げモーメントが増大する。このため、部品50の表面51を能率よく切削加工することが難しい。
However, when such a
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、円筒形状からなる圧力容器本体等に取り付けられるフランジ等の対象物表面をR形状に加工する際、対象物が大きくても効率良く加工することができる切削加工方法、およびその切削加工方法により製造された圧力容器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and when processing the surface of an object such as a flange attached to a cylindrical pressure vessel main body into an R shape, it is efficient even if the object is large. It aims at providing the cutting method which can be processed, and the pressure vessel manufactured by the cutting method.
本発明は、丸駒フライスと、先端に丸駒フライスを保持する主軸とを有するマシニングセンタを用いて対象物表面をR形状に加工する切削加工方法において、対象物表面がマシニングセンタの主軸と直交する平面に対して10度乃至60度傾くよう対象物を固定する工程と、マシニングセンタの主軸と直交する平面に対して傾斜する対象物表面に沿って丸駒フライスを直線移動させて対象物表面を切削し細長状の一の溝を形成する工程と、一の溝に隣接する位置に丸駒フライスを移動させ、対象物表面に沿って丸駒フライスを一の溝と平行に直線移動させて対象物表面を切削して細長状の他の溝を形成する工程と、を備え、一の溝を形成する工程と他の溝を形成する工程とを順次繰り返すことにより、対象物表面に所望のR形状を形成することを特徴とする切削加工方法である。 The present invention relates to a cutting method for machining a surface of an object into an R shape using a machining center having a round piece milling cutter and a main shaft that holds the circular piece milling cutter at a tip, and a plane in which the surface of the object is orthogonal to the main axis of the machining center. The object is fixed so as to be inclined by 10 to 60 degrees with respect to the machining center, and the surface of the object is cut by linearly moving the circular milling cutter along the object surface inclined with respect to a plane perpendicular to the main axis of the machining center. The process of forming a single elongated groove, and the circular piece milling machine is moved to a position adjacent to the single groove, and the circular piece milling machine is linearly moved along the surface of the object in parallel with the single groove. A step of forming another groove in the shape of an elongated shape, and by sequentially repeating the step of forming one groove and the step of forming another groove, a desired R shape is formed on the surface of the object. Forming Which is a cutting method characterized.
本発明は、円筒形状からなる圧力容器本体と、圧力容器本体の外面に溶接により固着された対象物とを備えた圧力容器において、対象物は、丸駒フライスと、先端に丸駒フライスを保持する主軸とを有するマシニングセンタを用いて対象物表面をR形状に加工する切削加工方法であって、対象物表面がマシニングセンタの主軸と直交する平面に対して10度乃至60度傾くよう対象物を固定する工程と、マシニングセンタの主軸と直交する平面に対して傾斜する対象物表面に沿って丸駒フライスを直線移動させて対象物表面を切削し細長状の一の溝を形成する工程と、一の溝に隣接する位置に丸駒フライスを移動させ、対象物表面に沿って丸駒フライスを一の溝と平行に直線移動させて対象物表面を切削して細長状の他の溝を形成する工程と、を備え、一の溝を形成する工程と他の溝を形成する工程とを順次繰り返すことにより、対象物表面に所望のR形状を形成する切削加工方法により切削加工されていることを特徴とする圧力容器である。 The present invention relates to a pressure vessel having a cylindrical pressure vessel main body and an object fixed to the outer surface of the pressure vessel main body by welding. A cutting method for machining an object surface into an R shape using a machining center having a main axis that fixes the object so that the object surface is inclined by 10 to 60 degrees with respect to a plane perpendicular to the main axis of the machining center. A step of linearly moving the circular milling cutter along the surface of the object inclined with respect to a plane orthogonal to the main axis of the machining center to cut the surface of the object to form an elongated groove, The step of moving the round piece mill to a position adjacent to the groove, linearly moving the round piece mill along the surface of the object in parallel with one groove, and cutting the surface of the object to form another elongated groove. When And a step of forming one groove and a step of forming another groove are sequentially repeated to cut a desired R shape on the surface of the object. It is a pressure vessel.
本発明は、対象物は、フランジからなることを特徴とする圧力容器である。 The present invention is the pressure vessel characterized in that the object consists of a flange.
本発明によれば、対象物表面をR形状に切削加工する際、丸駒フライスを用いて対象物表面を切削し、対象物表面にR形状を形成することができる。このため対象物表面を切削するために長いエンドミルを用いる必要がないので、対象物が大きい場合であっても効率良く短時間に切削加工することができる。 According to the present invention, when cutting the surface of an object into an R shape, the object surface can be cut using a round piece mill to form an R shape on the surface of the object. For this reason, since it is not necessary to use a long end mill in order to cut the surface of an object, even if the object is large, it can be cut efficiently and in a short time.
また、本発明によれば、圧力容器本体の外面に溶接される対象物のR部を高能率に加工することができるので、圧力容器のコストを全体として低減することができる。 In addition, according to the present invention, the R portion of the object to be welded to the outer surface of the pressure vessel main body can be processed with high efficiency, so that the cost of the pressure vessel can be reduced as a whole.
第1の実施の形態
以下、本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図4を参照して説明する。
ここで、図1は、本発明の第1の実施の形態を示すフロー図である。また、図2(a)は、本発明の第1の実施の形態を示す斜視図であり、図2(b)は、本発明の第1の実施の形態を示す平面図であり、図2(c)は、本発明の第1の実施の形態を示す側面図である。また、図3は、本実施の形態についての具体的実施例を示す概略図であり、図4(a)(b)(c)(d)は、それぞれ様々な形状からなる切削加工される対象物を示す斜視図である。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 1 is a flowchart showing the first embodiment of the present invention. 2 (a) is a perspective view showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) is a plan view showing the first embodiment of the present invention. (C) is a side view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view showing a specific example of the present embodiment, and FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D are objects to be cut, each having various shapes. It is a perspective view which shows an object.
まず、図1、図2(a)(b)(c)、および図4(a)(b)(c)(d)により、本実施の形態による切削加工方法の概略について説明する。
図1および図2(a)(b)(c)に示すように、切削加工方法10は、丸駒フライス21と、先端に丸駒フライス21を保持する主軸22とを有するマシニングセンタ23を用いて対象物24の表面24aをR形状に加工するものである。
First, the outline of the cutting method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B, and 4C and FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D.
As shown in FIGS. 1 and 2A, 2B, and 2C, the
切削加工方法10は、まず、対象物24の表面24aがマシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25(図2(b)におけるX−Y平面)に対して10°乃至60°傾くよう対象物24を固定保持手段20により固定する(工程11)。すなわち、図2(b)に示すように、R形状に加工する対象物24をマシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25に対してX−Z平面上で角θ(θは10°乃至60°)だけ傾けた姿勢で固定する。
In the
なお、図2(a)(b)(c)において、対象物24の表面24aは矩形形状からなっているが、対象物24の表面24aの形状はこれに限られない。例えば、対象物24としては図4(a)(b)(c)(d)に示すような様々な形状のものを用いることができる。
2A, 2B, and 2C, the
すなわち、対象物24として、円筒状フランジ35(図4(a)参照)、円筒状丸ボス36(図4(b)参照)、角柱状角ボス37(図4(c)参照)、および偏心した位置に取り付ける傾斜表面を有する円筒状ボス38(図4(d)参照)等を用いることができる。これら、フランジ35、丸ボス36、角ボス37、および偏心した位置に取り付けるボス38の表面を、本実施の形態による切削加工方法によりR形状に加工して、円筒形状からなる圧力容器本体の外面に溶接により固着するようになっている。
That is, as the
次に、このようにして表面24aがマシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25に対して傾斜するよう対象物24の表面24aに沿って、丸駒フライス21を直線移動させて、対象物24の表面24aを切削し、細長状の一の溝26aを形成する(工程12)。すなわち、丸駒フライス21を、マシニングセンタ23の主軸22を中心に回転させながら、対象物24の表面24aに沿って直線L方向に直線移動させる。この際、対象物24の表面24aは側断面が楕円形状に削り取られ、表面24aに一の溝26aが形成される(図2(c)の符号27a)。
Next, the circular
次に、一の溝26aに隣接する位置に丸駒フライス21を移動させ、対象物24の表面24aに沿って丸駒フライス21を一の溝26aと平行に直線L方向に直線移動させ、対象物24の表面24aを切削して細長状の他の溝26bを形成する(工程13)。このとき、丸駒フライス21を加工しようとするR形状に沿って若干ずらして移動させ、次に、丸駒フライス21をマシニングセンタ23の主軸22を中心に回転させながら、対象物24の表面24aに沿って直線移動させる。この際、対象物24の表面24aは側断面が楕円形状に削り取られ、表面24aに他の溝26aが形成される(図2(c)の符号27b)。
Next, the round
その後、一の溝26aを形成する工程12と他の溝26bを形成する工程13とを同様に繰り返すことにより、対象物24の表面24aに所望のR形状を形成するようになっている。このとき、図2(a)において、対象物24の表面24aに、一の溝26aと他の溝26bが順次形成され、これにより対象物24の表面24aにR形状が形成されるようになっている(図2(c)の符号28)。
Thereafter, the
なお、R形状とは、例えば円筒形状からなる圧力容器本体の外面に取り付けることができる程度に湾曲した曲面形状であればよく、実際には各溝間に凸部が形成されている。例えば、図2(a)において、溝26aと溝26bとの間には凸部29aが形成されている。
The R shape may be a curved shape that is curved to such an extent that it can be attached to the outer surface of a pressure vessel body having a cylindrical shape, for example, and actually a convex portion is formed between each groove. For example, in FIG. 2A, a convex portion 29a is formed between the
次に、本実施の形態についての具体的実施例を図3を用いて説明する。
図3において、丸駒フライス21により対象物24の表面24aが切削加工される。これにより、対象物24の表面24aに、一の溝26aと、この一の溝26aに隣接する溝26bとが形成されている。また、溝26aと溝26bとの間に凸部29aが形成されている。
Next, a specific example of this embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, the
この場合、例えば、丸駒フライス21の工具半径Rを50mmとし、対象物24の表面24aとマシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25とがなす角度θを30°とし、丸駒フライス21のずらし量(溝26a中心と溝26b中心との間の距離)fを15mmとする。
In this case, for example, the tool radius R of the round
この場合、凸部29aの高さhは、
h=f2・sinθ/(8・R)=152×sin30°/(8×50)=0.28mmとなる。
したがって、凸部29aの高さhは十分に小さいため、対象物24を圧力容器本体の側面に溶接で取り付けることができる。
In this case, the height h of the convex portion 29a is
h = f 2 · sin θ / (8 · R) = 15 2 × sin 30 ° / (8 × 50) = 0.28 mm.
Therefore, since the height h of the convex portion 29a is sufficiently small, the
ところで、本実施の形態において、対象物24の表面24aとマシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25とがなす角θは、加工部品(対象物24)、工具(丸駒フライス21等)、ジグ(図示せず)、および工作機械(マシニングセンタ23等)間の相互干渉を考慮して、10°乃至60°の値に設定されている。すなわち、角θが10°未満であるか、または角θが60°を上回る場合、上述した加工部品、工具、ジグ、および工作機械が互いに干渉するおそれがある。
By the way, in the present embodiment, the angle θ formed by the
また、丸駒フライス21の工具半径R、および丸駒フライス21のずらし量fは、加工の効率を考慮して、凸部29aの高さhが3mmを超えないように設定されるのが好ましい。
The tool radius R of the round
また、図2(b)において、対象物24の表面24aは、マシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25に対してX−Z平面上で角θ(θ=10°乃至60°)だけ傾けた姿勢で固定されているが(上述した工程11)、工作機械の構成によっては、マシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25に対してY−Z平面上で角θ(θ=10°乃至60°)だけ傾けた姿勢で固定しても良い。
2B, the
さらに、マシニングセンタ23の構成によっては、対象物24を傾斜させることなく、マシニングセンタ23の主軸22を対象物24に対して傾斜させ、マシニングセンタ23を上述したのと同様に相対的に移動させても良い。
Furthermore, depending on the configuration of the
本実施の形態において、切削工具として使用される丸駒フライス21は上述したエンドミルと比べて剛性が高い。また加工される対象物24の側面からではなく、対象物24の正面に近い方向から角度を付けて加工を行うので、丸駒フライス21からなる切削工具の突き出し長さは、エンドミルからなる切削工具よりも短くなっている。
In the present embodiment, the round
このように、本実施の形態によれば、対象物24をR形状に切削加工する際、長いエンドミルを用いることがないので、対象物24が大きい場合であっても効率よく短時間に加工することができる。すなわち、丸駒フライス21は工具としての剛性が高く、突き出し長さが比較的短いため、高い効率で対象物24をR形状に加工することができる。具体的には、本実施の形態による切削加工方法に要する時間は、エンドミルを使用して切削加工するのに要する時間と比較して30%乃至60%程度短縮することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
また、本実施の形態によれば、エンドミルを使用して対象物を切削加工する場合と異なり、切削工具の長さによる制限を受けないので、工作機械の加工可能サイズを超えない範囲において、大きい部品からなる対象物24をR形状に加工することができる。
Further, according to the present embodiment, unlike the case of cutting an object using an end mill, it is not limited by the length of the cutting tool, so that it is large in a range not exceeding the machineable size of the machine tool. The
第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について図5を参照して説明する。
ここで、図5は、本発明の第2の実施の形態を示す斜視図である。図5に示す第2の実施の形態は、対象物24が圧力容器本体41に溶接により固着されている点が異なるものであり、他の構成は上述した第1の実施の形態と略同一である。図5において、図1乃至図4に示す第1の実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment shown in FIG. 5 is different in that the
まず、図5により本実施の形態による圧力容器の概略について説明する。
図5に示すように、圧力容器40は、略円筒形状からなる圧力容器本体41と、圧力容器本体41の外面41aに溶接により固着された対象物24とを備えている。
First, the outline of the pressure vessel according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the
このうち対象物24は、第1の実施の形態と同様に、丸駒フライス21と、先端に丸駒フライス21を保持する主軸22とを有するマシニングセンタ23を用いて対象物24の表面24aをR形状に加工する切削加工方法10により加工されている。
Among these, the
この切削加工方法10は、対象物24の表面24aがマシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25に対して10度乃至60度傾くよう対象物24を固定する工程11と、マシニングセンタ23の主軸22と直交する平面25に対して傾斜する対象物24の表面24aに沿って丸駒フライス21を直線L方向に直線移動させて対象物24の表面24aを切削し細長状の一の溝26aを形成する工程12とを備えている。
This
また、一の溝26aを形成する工程12の後、一の溝26aに隣接する位置に丸駒フライス21を移動させ、対象物24の表面24aに沿って丸駒フライス21を一の溝26aと平行に直線L方向に直線移動させて対象物24の表面24aを切削して細長状の他の溝26bが形成される(工程13)。
Further, after the
次に、一の溝26aを形成する工程12と他の溝26bを形成する工程13とを順次繰り返すことにより、対象物24の表面24aに所望のR形状が形成される。
Next, a desired R shape is formed on the
なお、対象物24としては図4(a)(b)(c)(d)に示すような、フランジ35、丸ボス36、角ボス37、および偏心した位置に取り付けるボス38等を用いることもできる。
As the
このように、本実施の形態によれば、圧力容器本体41の外面41aに溶接される、ほとんどの対象物24のR部を高能率に切削加工することができるので、圧力容器40のコストを全体として低減することができる。
Thus, according to the present embodiment, the R portion of most of the
10 切削加工方法
11 対象物を固定する工程
12 一の溝を形成する工程
13 他の溝を形成する工程
20 固定保持手段
21 丸駒フライス
22 主軸
23 マシニングセンタ
24 対象物
24a 表面
25 平面
26a、26b 溝
29a 凸部
35 フランジ
36 丸ボス
37 角ボス
38 ボス
40 圧力容器
41 圧力容器本体
41a 外面
50 部品
51 表面
52 エンドミル
52a 切れ刃
53 工作機械
53a 主軸
54 R形状面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
対象物表面がマシニングセンタの主軸と直交する平面に対して10度乃至60度傾くよう対象物を固定する工程と、
マシニングセンタの主軸と直交する平面に対して傾斜する対象物表面に沿って丸駒フライスを直線移動させて対象物表面を切削し細長状の一の溝を形成する工程と、
一の溝に隣接する位置に丸駒フライスを移動させ、対象物表面に沿って丸駒フライスを一の溝と平行に直線移動させて対象物表面を切削して細長状の他の溝を形成する工程と、を備え、
一の溝を形成する工程と他の溝を形成する工程とを順次繰り返すことにより、対象物表面に所望のR形状を形成することを特徴とする切削加工方法。 In a cutting method for processing an object surface into an R shape using a machining center having a round piece milling cutter and a spindle holding the round piece milling cutter at the tip,
Fixing the object so that the surface of the object is inclined by 10 degrees to 60 degrees with respect to a plane perpendicular to the principal axis of the machining center;
A step of linearly moving the circular piece mill along the surface of the object inclined with respect to a plane orthogonal to the main axis of the machining center to cut the surface of the object to form an elongated groove,
Move the round piece mill to a position adjacent to one groove, move the round piece miller linearly along the surface of the object in parallel with the one groove, and cut the surface of the object to form another elongated groove. And comprising the steps of:
A cutting method characterized by forming a desired R shape on the surface of an object by sequentially repeating a step of forming one groove and a step of forming another groove.
対象物は、
丸駒フライスと、先端に丸駒フライスを保持する主軸とを有するマシニングセンタを用いて対象物表面をR形状に加工する切削加工方法であって、
対象物表面がマシニングセンタの主軸と直交する平面に対して10度乃至60度傾くよう対象物を固定する工程と、
マシニングセンタの主軸と直交する平面に対して傾斜する対象物表面に沿って丸駒フライスを直線移動させて対象物表面を切削し細長状の一の溝を形成する工程と、
一の溝に隣接する位置に丸駒フライスを移動させ、対象物表面に沿って丸駒フライスを一の溝と平行に直線移動させて対象物表面を切削して細長状の他の溝を形成する工程と、を備え、
一の溝を形成する工程と他の溝を形成する工程とを順次繰り返すことにより、対象物表面に所望のR形状を形成する切削加工方法により切削加工されていることを特徴とする圧力容器。 A pressure vessel having a cylindrical pressure vessel main body and an object fixed to the outer surface of the pressure vessel main body by welding,
The object is
A cutting method for machining an object surface into an R shape using a machining center having a round piece milling cutter and a spindle holding the round piece milling cutter at the tip,
Fixing the object so that the surface of the object is inclined by 10 degrees to 60 degrees with respect to a plane perpendicular to the principal axis of the machining center;
A step of linearly moving the circular piece mill along the surface of the object inclined with respect to a plane perpendicular to the main axis of the machining center to cut the surface of the object to form one elongated groove;
Move the round piece mill to a position adjacent to one groove, move the round piece miller linearly along the surface of the object in parallel with the one groove, and cut the surface of the object to form another elongated groove. And comprising the steps of:
A pressure vessel that is cut by a cutting method that forms a desired R shape on the surface of an object by sequentially repeating a step of forming one groove and a step of forming another groove.
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