JP5230739B2 - ツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具 - Google Patents

ツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具 Download PDF

Info

Publication number
JP5230739B2
JP5230739B2 JP2010522552A JP2010522552A JP5230739B2 JP 5230739 B2 JP5230739 B2 JP 5230739B2 JP 2010522552 A JP2010522552 A JP 2010522552A JP 2010522552 A JP2010522552 A JP 2010522552A JP 5230739 B2 JP5230739 B2 JP 5230739B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
narrow
tool
cutting
tree
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010522552A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010013319A1 (ja
Inventor
格 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OSG Corp
Original Assignee
OSG Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OSG Corp filed Critical OSG Corp
Publication of JPWO2010013319A1 publication Critical patent/JPWO2010013319A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5230739B2 publication Critical patent/JP5230739B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/12Cutters specially designed for producing particular profiles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28Grooving workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28Grooving workpieces
    • B23C3/34Milling grooves of other forms, e.g. circumferential
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/12Cutters specially designed for producing particular profiles
    • B23C5/14Cutters specially designed for producing particular profiles essentially comprising curves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D1/00Planing or slotting machines cutting by relative movement of the tool and workpiece in a horizontal straight line only
    • B23D1/20Planing or slotting machines cutting by relative movement of the tool and workpiece in a horizontal straight line only with tool-supports or work-supports specially mounted or guided for working in different directions or at different angles; Special purpose machines
    • B23D1/26Planing or slotting machines cutting by relative movement of the tool and workpiece in a horizontal straight line only with tool-supports or work-supports specially mounted or guided for working in different directions or at different angles; Special purpose machines for planing edges or ridges or cutting grooves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2220/00Details of milling processes
    • B23C2220/36Production of grooves
    • B23C2220/366Turbine blade grooves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2220/00Details of milling processes
    • B23C2220/60Roughing
    • B23C2220/605Roughing and finishing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1946Face or end mill
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1952Having peripherally spaced teeth
    • Y10T407/1954Axially tapering tool
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1952Having peripherally spaced teeth
    • Y10T407/1962Specified tooth shape or spacing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/24Cutters, for shaping with chip breaker, guide or deflector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/303752Process
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/303752Process
    • Y10T409/303808Process including infeeding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

本発明は、ツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具に関し、詳細には、ロータの外周にタービン翼を装着するためのツリー状溝の切削加工方法、および当該切削加工方法に利用される切削回転工具に関する。
従来、発電機用のタービンロータを製造する場合、タービン羽根の基部を差し込む溝をロータの軸に形成することが必要である。この溝は、通常、モミの木状又はクリスマスツリー状の輪郭を有し、幾重にもアンダカットされるものである。このようなツリー状溝は、一般的に、溝中心に対して左右対称で、且つ溝深さ方向において逆クリスマスツリー状に溝幅が増減しながら徐々に狭くなるように加工され、溝幅が狭くなった幅狭部と、溝幅が広くなった幅広部とが交互に形成されている。そして、このようなツリー状溝を1パスで加工するためには、例えば、クリスマスカッタが用いられる(例えば、特許文献1参照)。ところが、1パスで複雑な溝を形成するため、クリスマスカッタにかかる負荷が大きく、十分な耐久性が必要とされる。そこで、1パスではなく、複数の工程でツリー状溝を形成する方法が知られている。
例えば、図12に示す従来のツリー状溝形成工程は4つの工程からなり、「テーパ溝工程」と、「Tスロット工程」と、「中仕上げ工程」と、「仕上げ工程」とから構成されている。まず、テーパ溝工程において、テーパ用工具110によって、ワーク1にテーパ溝を切削する。次に、Tスロット工程において、Tスロット用工具111によって、テーパ溝の底部にTスロット部を切削する。次に、中仕上げ用工具112によって、最終の予定溝形状に対して、所定の削り代を残してツリー状の溝を切削する。最後に、仕上げ用工具113によって、残された削り代を一度に切削して、仕上げ形状に沿って加工する。このようにして、ワーク1に対してツリー状溝が形成される。
特開2001−71210号公報
しかしながら、図12に示す従来のツリー状溝切削加工工程では、中仕上げ工程において、仕上げ形状における幅狭部は、中仕上げ用工具112の径方向内側に縮径する縮径部によって各々形成されるが、縮径部は径が細くなっているので、切削加工時に負荷がかかりやすく、折損する虞があった。つまり、縮径部に負荷をかけないために、切削送りを速くすることができないため、ツリー状溝を速やかに切削できないという問題点があった。さらに、1つのツリー状溝を形成するために4つの工程を行わなければならないので、時間がかかって効率が悪いという問題点もあった。
本開示は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ツリー状溝を効率良く切削できるツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具を提供することを目的とする。
本開示は、ロータの外周にタービン翼を装着するための溝であって、当該溝中心に対して左右対称で、且つ溝深さ方向において逆クリスマスツリー状に溝幅が増減しながら徐々に狭くなるように加工され、前記溝幅が狭くなった幅狭部と、前記溝幅が広くなった幅広部とを交互に有するツリー状溝の切削加工方法において、形成されるべき前記ツリー状溝の予定形状を前記溝深さ方向に沿った断面で見た場合に、前記幅狭部となる部分において所定の削り代を残しつつ、前記溝深さ方向に向かって溝幅が狭くなるテーパ状に切削する粗取り工程と、前記削り代が残された前記幅狭部となる部分を避けるようにして、前記幅広部となる部分に所定の削り代を残すように切削する中仕上工程と、前記幅狭部となる部分に残された前記削り代と、前記幅広部となる部分に残された前記削り代とを切削する仕上工程とを備えたことを特徴とするツリー状溝の切削加工方法を提供できる。
ツリー状溝5の断面図である。 ツリー状溝切削加工工程のフローである。 粗取り工程の内容を示す説明図である。 粗取り用工具20の側面図である。 図3に示す一点鎖線51で囲まれた部分の拡大図である。 中仕上げ工程の内容を示す説明図である。 中仕上げ用工具30の側面図である。 中仕上げ用工具30を軸線方向先端側から見た図である。 図6に示す一点鎖線52で囲まれた部分の拡大図である。 仕上げ工程の内容を示す説明図である。 評価試験の結果を示すグラフである。 従来のツリー状溝切削加工工程のフローである。
以下、本開示の一実施形態であるツリー状溝5の切削加工方法と、その切削加工方法に用いられる各種切削回転工具(20,30)とについて、図面を参照して順に説明する。なお、図1に示すツリー状溝5は、発電機として利用されるロータの外周にタービン翼を装着するための溝である。
はじめに、ツリー状溝5の形状について説明する。図1に示すように、ワーク1に形成されたツリー状溝5は、溝中心に対して左右対称で、且つ溝深さ方向において逆クリスマスツリー状に溝幅が増減しながら徐々に狭くなるように形成されている。ツリー状溝5の内周面には、溝深さ方向において、第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13が互いに間隔を空けて各々形成され、それらの溝幅は徐々に狭くなっている。そして、第1幅狭部11と第2幅狭部12との間に第1幅広部15が形成され、第2幅狭部12と第3幅狭部13との間に第2幅広部16が形成されている。第2幅広部16の溝幅は、第1幅広部15の溝幅よりも狭くなっている。さらに、ツリー状溝5の溝底には、溝深さ方向に対して直交する方向に鍔状に膨出し、逆T字状に形成されたTスロット部18が形成されている。
次に、上記形成状からなるツリー状溝5の切削加工工程について説明する。図2に示すように、ツリー状溝切削加工工程は、粗取り工程(S10)と、中仕上げ工程(S11)と、仕上げ工程(S12)とから構成されている。以下、これら3つの各工程の内容について、順に詳細に説明する。
まず、粗取り工程(S10)について説明する。図3に示すように、ワーク1に対して最終的に形成される予定溝形状10(二点鎖線)を想定した場合に、まず、粗取り用工具20を用いて、テーパ溝2を切削する。テーパ溝2は、予定溝形状10の溝深さ方向に向かって、溝の先端側が徐々に細くなるようにテーパ状に切削され、後端側がストレート状に切削される。そして、予定溝形状10の第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13において、所定の削り代50(図5参照)を残すようにして切削される。
ここで、図12に示す従来の工程と比較すると、従来のテーパ溝工程では、ワーク1に対してテーパ溝を形成するのみで、予定溝形状の幅狭部における切削はせず、後の中仕上げ工程で幅狭部および幅広部についての切削を行っていた。これに対し、本実施形態の粗取り工程では、テーパ溝2を切削することで、第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13となる部分について先に切削する点に特徴がある。
次に、粗取り用工具20の構造について説明する。図4に示すように、粗取り用工具20は、円柱状のシャンク部21と、該シャンク部21の軸線方向先端部に設けられ、先端側に向かってテーパ状に径が細くなる略円錐状に形成された刃部22とから構成されている。刃部22は、軸線方向先端側に形成されたテーパ部24と、軸線方向後端側に形成されたストレート部25とから構成されている。
次に、粗取り用工具20の各部位と、テーパ溝2の切削形状との関係について説明する。上記したように、図3に示す粗取り工程では、予定溝形状10の第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13において、所定の削り代50を残すようにして切削する。つまり、図5に示すように、テーパ溝2を形成すると同時に、第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13の3点において、所定の削り代50を残すようにして切削する。この場合、3点を1本のテーパで結ぶことができれば、従来の通常のテーパ用工具(テーパエンドミル)110(図12参照)で切削することは可能ではある。しかし、実際は、第3幅狭部13の溝幅が必要以上に広くなってしまうため、上記3点において、所定の削り代50を残すように一度に切削するのは不可能である。
そこで、本実施形態の粗取り用工具20では、図4に示すように、刃部22を、テーパ部24とストレート部25とで構成した。例えば、上記3点を1本のテーパで結ぶことができなくても、そのうちの2点を1本のテーパで結ぶことは可能である。つまり、予定溝形状10の第1幅狭部11を、ストレート部25を用いて、所定の削り代50を残して切削すれば、第2幅狭部12と第3幅狭部13とを、テーパ部24を用いて所定の削り代50を残して切削することができる。
例えば、粗取り用工具20を側面から見た場合に、先端の外周部分を点A、テーパ部24とストレート部25との境界の外周部分を点B、シャンク部21と刃部22との境界の外周部分を点Cとする。この場合、図5に示すように、点Cと点Bとを結ぶ直線部分で、第1幅狭部11に所定の削り代50を残して切削する。これにより、点Aと点Bとを結ぶテーパ状の直線部分で、第2幅狭部12と第3幅狭部13とについて所定の削り代50を残して切削することができる。従って、粗取り工程においては、粗取り用工具20を用いることで、1パスで、第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13の3点において、所定の削り代50を残しつつ、テーパ溝2を形成することができる。
次に、中仕上げ工程(S11)について説明する。図6に示すように、粗取り工程(S10)でテーパ溝2(図3参照)が形成されたワーク1に対して、最終的に形成される予定溝形状10(二点鎖線)を想定した場合に、逆クリスマスツリー状に形成された中仕上げ用工具30(図7参照)を用いて、予備仕上げ溝3を切削する。予備仕上げ溝3は、予定溝形状10の全部位において所定の削り代50を残した逆クリスマスツリー状の溝である。
次に、中仕上げ用工具30の構造について説明する。図7に示すように、中仕上げ用工具30は、円柱状のシャンク部31と、該シャンク部31の軸線方向先端部に設けられ、シャンク部31よりも径の大きい円柱状の胴部32と、該胴部32の軸線方向先端部に設けられ、先端側に向かって逆クリスマスツリー状に溝幅が増減しながら徐々に狭くなるように形成された4枚の刃を備えた刃部33とから構成されている。シャンク部31と胴部32との間には、径方向外側に延出され、工具ホルダ(図示外)の挿入孔の開口端に当接して係止するための鍔部35が設けられている。
図7,図8に示すように、刃部33は、4つの刃ユニット71〜74を備えている。刃ユニット71〜74は、軸線方向後端側から先端側に向かって径が増減しながら徐々に小さくなるように各々形成されている。刃ユニット71〜74には、図7に示すように、軸線方向後端側から先端側に向かって、第1縮径部41と、第2縮径部42と、第3縮径部43とが互いに間隔を空けて各々設けられ、それらの径は徐々に短くなっている。そして、第1縮径部41と第2縮径部42との間には、第1拡径部45が設けられ、第2縮径部42と第3縮径部43との間には、第2拡径部46が設けられ、それらの径も徐々に小さくなっている。
また、図7に示すように、刃部33の先端には、軸線方向に直交する方向に膨出する団子状の膨出部48が設けられている。刃ユニット71,72の間、刃ユニット72,73の間、刃ユニット73,74の間、刃ユニット74,71の間には、刃部33を軸線方向先端側から見た形状がL字型に形成された溝67(図7,図8参照)が、軸線方向に対して平行に各々設けられている。
さらに、図7に示すように、第1縮径部41と、第1拡径部45と、第2拡径部46と、膨出部48とには、ワーク1と接触摩擦を低減すると共に、切り屑の排出を良好にさせるために段状に形成されたニック61が平行に複数本それぞれ設けられている。なお、第2縮径部42、第3縮径部43は、ワーク1に接触しないように径方向内側に縮径させて逃がしているため、これらにはニック61は形成されていない。
次に、中仕上げ用工具30の各部位と、予備仕上げ溝3の切削形状との関係について説明する。図6に示すように、中仕上げ工程では、上記したように、予定溝形状10の全部位において、所定の削り代50を残して1パスで切削する。このとき、粗取り工程(S10)において形成されたテーパ溝2(図3,図5参照)では、予定溝形状10の全部位のうち、第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13においては、粗取り用工具20によって、所定の削り代50を残した状態で既に切削済みである。つまり、中仕上げ工程では、既に切削済みである第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13においては切削する必要がない。よって、第1幅広部15、第2幅広部16、Tスロット部18についてのみ、所定の削り代50を残した状態で切削すればよいのである。
中仕上げ用工具30を用いて切削する場合、図9に示すように、第1縮径部41が予定溝形状10の第1幅狭部11に対応し、第2縮径部42が予定溝形状10の第2幅狭部12に対応し、第3縮径部43が予定溝形状10の第3幅狭部13に対応する。さらに、第1拡径部45が予定溝形状10の第1幅広部15に対応し、第2拡径部46が予定溝形状10の第2幅広部16に対応し、膨出部48が予定溝形状10のTスロット部18に対応するようになっている。
従って、中仕上げ用工具30の第1拡径部45が、予定溝形状10の第1幅広部15に所定の削り代50を残して切削し、第2拡径部46が、予定溝形状10の第2幅広部16に所定の削り代50を残して切削し、膨出部48が、予定溝形状10のTスロット部18に所定の削り代50を残して切削する。ここで、予定溝形状10の第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13においては、所定の削り代50を残して既に切削されている。
つまり、中仕上げ用工具30の第1縮径部41、第2縮径部42、第3縮径部43には、ワーク1が接触しない。即ち、中仕上げ用工具30の全部位の中で衝撃に比較的弱い第1縮径部41、第2縮径部42、第3縮径部43に負荷がかからない。よって、加工中に生じるビビリ音や振動を抑制できると共に、切削加工中に折損する虞もない。また、衝撃に比較的強い第1拡径部45、第2拡径部46、膨出部48において切削するので、中仕上げ用工具30による切削送りをより速くすることができる。従って、中仕上げ工程における作業を効率的に行うことができる。
次に、仕上げ工程(S12)について説明する。図10に示すように、中仕上げ工程(S11)で予備仕上げ溝3が形成されたワーク1に対して、逆クリスマスツリー状に形成された仕上げ用工具40を用いて、予定溝形状10に沿って切削することによって、所定の削り代50を一度に削り取る。こうして、ツリー状溝5の切削加工工程が終了する。
以上説明したように、本実施形態であるツリー状溝5の切削加工工程では、粗取り工程(S10)において、粗取り用工具20を用いることで、テーパ溝2を切削すると同時に、予定溝形状10の第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13において、所定の削り代50を残すようにして切削する。これにより、次の中仕上げ工程(S11)では、中仕上げ用工具30を用いることで、既に切削済みである第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13以外の部分について切削すればよい。つまり、逆クリスマスツリー状に形成された中仕上げ用工具30の径が細くなった第1縮径部41、第2縮径部42、第3縮径部43に対して、既に切削済みである第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13が接触しないので、中仕上げ用工具30の全部位の中で衝撃に比較的弱い第1縮径部41、第2縮径部42、第3縮径部43への応力集中を緩和させ、負荷がかからない。これにより、バリを最小限に留め、耐欠損性を向上させることができ、安定した加工を行うことができる。そして、中仕上げ用工具30の工具寿命を延ばすこともできる。さらに、加工中に生じるビビリ音や振動を抑制することもできる。
また、衝撃に比較的強い第1拡径部45、第2拡径部46、膨出部48において切削するので、中仕上げ用工具30による切削送りをより速くすることができる。従って、中仕上げ工程における作業を効率的に行うことができるので、ツリー状溝5の切削加工を効率よく行うことができる。さらに、粗取り工程(S10)において、従来の中仕上げ工程(図12参照)で行っていた第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13の切削を行い、中仕上げ工程(S11)において、従来のTスロット工程(図12参照)で行っていたTスロット部18の切削を行うことで、従来の4つの工程から3つの工程に減らすことができる。これにより、ツリー状溝5の切削加工を効率よく行うことができる。
次に、本実施形態であるツリー状溝5の切削加工工程を評価するために、中仕上げ工程において、中仕上げ用工具30(本発明品)を用いた新規な方法と、中仕上げ用工具112(従来品)を用いた従来法との比較を行った。この比較試験では、新規な方法における中仕上げ工程で中仕上げ用工具30を用いた場合の切削送りと、従来法における中仕上げ工程で中仕上げ用工具112を用いた場合の切削送りとを各々計測した。各工具の条件(径、刃数)、切削条件(切削速度、刃あたり送り、回転数)は、以下の表1に示す通りである。
Figure 0005230739
つまり、発明品の径は、20.5mm、刃数は4枚、切削速度は20mm/min、刃当たり送りは0.03mm/刃、回転数は310.6min−1に設定した。一方、従来品の径は、20.5mm、刃数は4枚、切削速度は20mm/min、刃当たり送りは0.02mm/刃、回転数は310.6min−1に設定した。
図11及び表1に示すように、従来品を用いた場合の切削送り(mm/min)は、24.8mm/minであったのに対し、発明品を用いた場合の切削送り(mm/min)は、37.3mm/minであった。従来品を用いた方法では、中仕上げ工程において、中仕上げ用工具112によって、最終の予定溝形状の全部位に対して、所定の削り代を残してツリー状の溝を切削しなければならない。そして、中仕上げ用工具112の縮径部は径が細くなっているので、切削加工時に負荷がかかりやすい。よって、縮径部に負荷をかけないようにするため切削送りを上げることができなかった。
これに対し、本発明品を用いた方法では、粗取り工程において、予定溝形状10の第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13については、所定の削り代50を残して既に切削済みである。従って、発明品である中仕上げ用工具30の径が細くなった第1縮径部41、第2縮径部42、第3縮径部43に対して、既に切削済みである第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13が接触しないので、中仕上げ用工具30の全部位の中で衝撃に比較的弱い第1縮径部41、第2縮径部42、第3縮径部43に負荷がかからない。よって、衝撃に比較的強い第1拡径部45、第2拡径部46、膨出部48において切削するだけであるので、中仕上げ用工具30による切削送りをより速くすることができたと推測される。
なお、上記実施形態において、本開示の「切削回転工具」である粗取り用工具20、中仕上げ用工具30、仕上げ用工具40は、例えば、エンドミルやサイドカッタである。
なお、本開示は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、粗取り工程において、第1幅狭部11、第2幅狭部12、第3幅狭部13の全ての幅狭部について所定の削り代50を残して先に切削したが、少なくとも溝幅が極度に狭い溝底側の2つの幅狭部について切削すればよい。これにより、中仕上げ用工具20の径が極度に小さい先端側の少なくとも2つの縮径部について負荷がかかるのを防止することができる。
本開示のツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具は、ツリー状溝に限らず、幾重にもアンダカットされる溝形状を切削する場合にも適用可能である。

Claims (3)

  1. ロータの外周にタービン翼を装着するための溝であって、当該溝中心に対して左右対称で、且つ溝深さ方向において逆クリスマスツリー状に溝幅が増減しながら徐々に狭くなるように加工され、前記溝深さ方向に向かって順に、溝幅が狭くなった第1幅狭部と、当該第1幅狭部よりも溝幅の狭い第2幅狭部と、当該第2幅狭部よりも溝幅が狭い第3幅狭部と、前記第1幅狭部と前記第2幅狭部との間に形成され、前記溝幅が広くなった第1幅広部と、前記第2幅狭部と前記第3幅狭部との間に形成され、前記第1幅広部よりも溝幅が狭い第2幅広部とを有するツリー状溝を、軸線周りに回転させられる工具本体の先端に設けられた刃部を、円柱部と、当該円柱部の先端に設けられ、軸線方向先端に向かって径が細くなるテーパ状の円錐部とで構成した第1工具と、前記ツリー状溝の前記溝幅の変化に対応して工具先端側へ向かうに従って増減しながら徐々に小径とされ、工具後端側から工具先端側に向かって順に、第1縮径部、第1拡径部、第2縮径部、第2拡径部、第3縮径部を有し、かつ前記第1縮径部と、前記第1拡径部と、前記第2拡径部とには、ワークとの接触摩擦を低減し、且つ切り屑の排出を促すためのニックを設け、前記第2縮径部と、前記第3縮径部とには前記ニックを設けない第2工具とで切削するツリー状溝の切削加工方法であって、
    前記第1工具を用いて、前記第1、第2、第3幅狭部となる部分において所定の削り代を残しつつ、前記溝深さ方向に向かって溝幅が狭くなるテーパ状に切削する粗取り工程と、
    前記第2工具を用いて、前記削り代が残された前記第1、第2、第3幅狭部となる部分を避けるようにして、前記第1、第2幅広部となる部分に所定の削り代を残すように切削する中仕上工程と、
    前記第1、第2、第3幅狭部となる部分に残された前記削り代と、前記第1、第2幅広部となる部分に残された前記削り代とを切削する仕上工程と
    を備え、
    前記粗取り工程では、
    前記第1工具の前記円柱部によって、前記第1幅狭部となる部分に所定の削り代を残しつつ前記第1幅狭部となる部分までを前記溝深さ方向に対して平行に切削する第1加工と、
    前記第1工具の前記円錐部によって、前記第1幅広部となる部分から前記ツリー状溝の底部となる部分までにおいて、前記第2幅狭部となる部分と、前記第3幅狭部となる部分とに所定の削り代を残しつつ当該削り代がそれぞれ残された前記第2幅狭部となる部分と前記第3幅狭部となる部分とを結ぶテーパ状に切削する第2加工と
    が行われ、
    前記中仕上工程では、
    前記第2工具の前記第1縮径部と、前記第2縮径部と、前記第3縮径部とによって、前記第1幅狭部となる部分と、前記第2幅狭部となる部分と、前記第3幅狭部となる部分とを避け、前記第2工具の前記第1拡径部と、前記第2拡径部とによって、前記第1幅広部となる部分と、前記第2幅広部となる部分とを所定の削り代を残しつつ切削することを特徴とするツリー状溝の切削加工方法。
  2. 前記ツリー状溝は、底部に鍔状のTスロット部を有する溝であって、
    前記中仕上工程において、前記Tスロット部となる部分を所定の削り代を残しつつ切削し、
    前記仕上工程において、前記Tスロット部となる部分に残された前記削り代を切削することを特徴とする請求項1に記載のツリー状溝の切削加工方法。
  3. 請求項1又は2に記載のツリー状溝の切削加工方法の前記中仕上工程で使用され、前記ツリー状溝の前記溝幅の変化に対応して工具先端側へ向かうに従って増減しながら徐々に小径とされている切削回転工具であって、
    前記工具後端側から前記工具先端側に向かって順に、
    前記粗取り工程で前記削り代を残して加工された前記第1幅狭部となる部分と接触しない第1縮径部と、
    前記第1幅広部となる部分を所定の削り代を残して切削する第1拡径部と、
    前記粗取り工程で前記削り代を残して加工された前記第2幅狭部となる部分と接触しない第2縮径部と、
    前記第2幅広部となる部分を所定の削り代を残して切削する第2拡径部と、
    前記粗取り工程で前記削り代を残して加工された前記第3幅狭部となる部分と接触しない第3縮径部と
    を備え、
    前記第1縮径部と、前記第1拡径部と、前記第2拡径部とには、ワークとの接触摩擦を低減し、且つ切り屑の排出を促すためのニックを設け、前記第2縮径部と、前記第3縮径部とには前記ニックを設けないことを特徴とする切削回転工具。
JP2010522552A 2008-07-30 2008-07-30 ツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具 Expired - Fee Related JP5230739B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2008/063651 WO2010013319A1 (ja) 2008-07-30 2008-07-30 ツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010013319A1 JPWO2010013319A1 (ja) 2012-01-05
JP5230739B2 true JP5230739B2 (ja) 2013-07-10

Family

ID=41610043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010522552A Expired - Fee Related JP5230739B2 (ja) 2008-07-30 2008-07-30 ツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8511949B2 (ja)
JP (1) JP5230739B2 (ja)
KR (1) KR101235958B1 (ja)
CN (1) CN102089106B (ja)
DE (1) DE112008003952T5 (ja)
WO (1) WO2010013319A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5645333B2 (ja) * 2010-10-12 2014-12-24 オーエスジー株式会社 クリスマスカッタ
DE112010006049B4 (de) * 2010-12-02 2019-02-21 Osg Corporation Verfahren zum Entfernen eines Endflächengrats einer Formnut und Formdrehschneidwerkzeug zum Anfasen
GB201121056D0 (en) * 2011-12-08 2012-01-18 Rolls Royce Plc A method of forming a slot in an article
EP2689886A1 (de) * 2012-07-27 2014-01-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Bearbeiten von Werkstoffen durch Fräsen und nachgelagertes Bürsten
CN103100742B (zh) * 2012-12-13 2015-09-09 无锡透平叶片有限公司 一种枞树形叶根的粗铣加工方法
KR101919721B1 (ko) 2014-09-18 2018-11-16 오에스지 가부시키가이샤 총형 회전 절삭 공구
JP2016190299A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 三菱マテリアル株式会社 総形エンドミル
CN106238788B (zh) * 2016-08-19 2018-10-02 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种双锥度回转体零件上等深度削弱槽加工方法
KR20230038303A (ko) * 2016-09-23 2023-03-17 애플 인크. 워치 극장 모드
KR101906681B1 (ko) 2016-12-01 2018-10-10 두산중공업 주식회사 터빈의 마지막 블레이드 베인의 가공 방법 및 마지막 블레이드의 장착 지그
DE102017102473A1 (de) * 2017-02-08 2018-08-09 Franken Gmbh & Co. Kg Fabrik Für Präzisionswerkzeuge Fräswerkzeug, insbesondere Tannenbaumfräser, und Herstellungsverfahren für ein Fräswerkzeug
DK179555B1 (en) 2017-05-16 2019-02-13 Apple Inc. USER INTERFACE FOR A FLASHLIGHT MODE ON AN ELECTRONIC DEVICE
CA3080173A1 (en) * 2017-11-01 2019-05-09 Kyocera Sgs Precision Tools, Inc. Slot milling sequence
WO2021261316A1 (ja) * 2020-06-22 2021-12-30 住友電工ハードメタル株式会社 工具及び工具の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06270006A (ja) * 1993-03-19 1994-09-27 Hitachi Ltd タービン動翼円弧根溝加工方法
JPH1076415A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Fuji Photo Optical Co Ltd 成形光学部品の外周加工装置
JPH11245112A (ja) * 1998-03-02 1999-09-14 Osg Corp 溝加工用回転切削工具
JP2000326133A (ja) * 1999-05-17 2000-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 翼溝加工カッター

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621147B2 (ja) 1985-09-27 1994-03-23 三井東圧化学株式会社 硬質ポリウレタンフオ−ムの製造法
JPS6274917U (ja) * 1985-10-28 1987-05-13
DE19607230C1 (de) * 1996-02-27 1997-02-20 Walter Ag Verfahren zur Herstellung bogenförmiger Nuten und Werkzeug dazu
DE19611276C1 (de) * 1996-03-22 1997-03-20 Walter Ag Zerspanungswerkzeug und Verfahren zur Herstellung von hinterschnittenen Nuten
JP3065020B2 (ja) * 1998-03-20 2000-07-12 オーエスジー株式会社 総形回転切削工具
DE19855045C2 (de) * 1998-11-28 2003-01-02 Walter Ag Mit Schneidplatten bestückter Präzisionsfräser
JP2001071210A (ja) 1999-06-30 2001-03-21 Geiyoo:Kk クリスマスカッタ
JP3754270B2 (ja) 2000-04-27 2006-03-08 オーエスジー株式会社 テーパ刃エンドミル
DE50114793D1 (de) * 2000-06-13 2009-05-07 Siemens Ag Verfahren zum fräsen von tannenbaumnuten
DE10245197B4 (de) * 2002-09-27 2006-05-18 Walter Ag Verfahren zum Fräsen von tiefen Nuten zur Herstellung mehreren zueinander paralleler, hinsichtlich der Fräsbearbeitung instabiler Wänden an einem Werkstück
JP2005144590A (ja) 2003-11-13 2005-06-09 Ebisuya Kogu Seisakusho:Kk クリスマスカッタ
JP4489417B2 (ja) 2003-12-08 2010-06-23 株式会社恵美須屋工具製作所 荒削り用回転切削工具の製造方法
JP2007021610A (ja) 2005-07-13 2007-02-01 Nidec Nissin Corp テーパ刃エンドミルおよびそれを用いたテーパ穴形成方法
CN2801351Y (zh) 2005-07-20 2006-08-02 上海汽轮机有限公司 直柄大螺旋角圣诞树型叶根铣刀
JP2008307621A (ja) 2007-06-13 2008-12-25 Hitachi Tool Engineering Ltd 荒切削用クリスマスカッタ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06270006A (ja) * 1993-03-19 1994-09-27 Hitachi Ltd タービン動翼円弧根溝加工方法
JPH1076415A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Fuji Photo Optical Co Ltd 成形光学部品の外周加工装置
JPH11245112A (ja) * 1998-03-02 1999-09-14 Osg Corp 溝加工用回転切削工具
JP2000326133A (ja) * 1999-05-17 2000-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 翼溝加工カッター

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012035180; 株式会社信栄製作所: 'タイトルなし(広告)' 機械技術 2001,Vol.49,No.3, 20010301, 巻末広告:足量請求番号405の欄, 日刊工業新聞社 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010013319A1 (ja) 2010-02-04
CN102089106A (zh) 2011-06-08
US8511949B2 (en) 2013-08-20
CN102089106B (zh) 2013-05-15
KR20110036599A (ko) 2011-04-07
DE112008003952T5 (de) 2011-06-09
US20110129311A1 (en) 2011-06-02
JPWO2010013319A1 (ja) 2012-01-05
KR101235958B1 (ko) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5230739B2 (ja) ツリー状溝の切削加工方法および切削回転工具
JP5108106B2 (ja) スローアウェイ式切削回転工具
JP4704495B2 (ja) タービン翼接続用溝の切削加工方法およびそれに用いるクリスマスカッタ
JP5366003B2 (ja) ルーターエンドミル
JP5194637B2 (ja) エンドミル
JP5198579B2 (ja) スローアウェイ式切削回転工具
US20150258616A1 (en) End mill
JP6838164B2 (ja) テーパーリーマ
JP7125611B2 (ja) エンドミル
JP2009184043A (ja) 段付きツイストドリルおよびその製造方法
JP5426555B2 (ja) スローアウェイ式切削回転工具
JP2009184044A (ja) 段付きツイストドリルおよびその製造方法
JP2020040179A (ja) リブ溝の壁面の加工方法およびテーパエンドミル
WO2018134924A1 (ja) ねじ切りフライス
US20200269333A1 (en) Form cutting method
JP7152673B2 (ja) リブ溝の壁面の加工方法およびテーパエンドミル
JP5259751B2 (ja) リーマ
JP7100238B2 (ja) テーパエンドミルおよびリブ溝の壁面の加工方法
JP4747283B2 (ja) 総形カッタ
JP5426572B2 (ja) スローアウェイ式切削回転工具
JP2001277033A (ja) エンドミル
JP2024004594A (ja) バリ取り工具、およびバリ取り方法
JP2000210806A (ja) 貫通孔用バリ取り刃具
WO2018034136A1 (ja) タービン翼接続溝切削加工用カッタ及びタービン翼接続溝の切削加工方法並びにタービン翼接続溝の製造方法
JP2016074076A (ja) 工具

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120710

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120831

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130305

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130319

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5230739

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees