WO2010010845A1 - 薄肉部材の切削方法 - Google Patents

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WO2010010845A1
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WO
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cutting
peripheral surface
central axis
cutting tool
thin
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PCT/JP2009/062912
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English (en)
French (fr)
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宏行 落合
正晴 矢野
清 藤懸
良雄 滝本
豊 渡辺
Original Assignee
株式会社Ihi
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2215/00—Details of workpieces
    • B23B2215/64—Thin walled components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/20—Internally located features, machining or gripping of internal surfaces
    • B23B2270/205—Machining or gripping both internal and external surfaces
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/10—Process of turning

Definitions

  • the present invention relates to a method for cutting a thin-walled member.
  • the thin-walled member means, for example, a rotating body that rotates around the central axis and has a thin portion.
  • This thin member is, for example, a ring or casing made of Ti alloy, Ni alloy, or Al alloy of an aircraft jet engine.
  • the thin part may be a part that is a thin part that is a part to be cut of the present invention.
  • Rotating machines such as a jet engine, a gas turbine, and a supercharger are provided with a rotating body such as a rotating shaft that rotates about a central axis.
  • This rotating body may have an inner peripheral surface and an outer peripheral surface over a predetermined range in a direction parallel to the central axis.
  • the rotating body is manufactured as follows. Rough cutting of the inner peripheral surface, rough cutting of the outer peripheral surface, intermediate finishing cutting of the inner peripheral surface, intermediate finishing cutting of the outer peripheral surface, finishing cutting of the inner peripheral surface, and finishing cutting of the outer peripheral surface in this order. Do for material.
  • finish cutting since the thickness from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface is thin, chatter vibration and deformation are likely to occur. Therefore, a holder for preventing chatter vibration is required. That is, finish cutting of the inner peripheral surface is performed with the outer peripheral surface attached to the holder for preventing chatter vibration, and then the outer peripheral surface is attached with the inner peripheral surface attached to the holder for preventing chatter vibration. Perform finish cutting.
  • a main object of the present invention is to enable a thin member to be cut without generating chatter vibration without using a holder for preventing chatter vibration.
  • a thin-wall member cutting method comprising: The thin member has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface over a predetermined range in a direction parallel to the central axis, (A) Prepare a material with allowance for the thin member, (B) While rotating the material around the central axis, the cutting tool is sent from the one end side to the other end side of the central axis with respect to the material by a desired distance within the predetermined range.
  • step (B) the cutting tool is fed from the one end side to the other end side of the central axis by a desired distance while rotating the raw material around the central axis.
  • the inner peripheral surface is cut by a desired distance within the predetermined range
  • step (C) the cutting tool is rotated from the one end side of the central axis to the other end while rotating the raw material around the central axis.
  • (B) and (C) are repeated alternately, such as cutting the outer peripheral surface by a desired distance by sending it to a desired distance within the predetermined range, so that the remaining machining allowance (cutting allowance) ) Can support the cutting force.
  • the cutting force when performing step (B) is supported by the machining allowance remaining on the outer peripheral side, and the cutting force when performing step (C) is supported by the machining allowance remaining on the inner peripheral side.
  • the thin member is a rotating body. Therefore, a well-balanced rotating body can be manufactured.
  • the cutting tool in (B), is inserted into the uncut region on the outer peripheral surface side by a distance within the desired distance in a direction parallel to the central axis. Sent from one end of the central axis to the other end, In (C), the cutting tool is moved from one end side to the other end side of the central axis to a position where it has entered the uncut region on the inner peripheral surface side in a direction parallel to the central axis by a distance within the desired distance. Send to.
  • the workpiece has entered the uncut region where the machining allowance still remains on the side opposite to the machining surface in a direction parallel to the central axis by a distance within the desired distance. Since the cutting tool is sent to the position, even if the wall thickness from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface is thin, the distance that the cutting tool can be sent can be increased so that chatter vibration does not occur.
  • the thin-walled member has at least one of an outer peripheral surface and an inner peripheral surface with respect to a central axis, and has a flange extending radially outward or inward from the outer peripheral surface or inner peripheral surface.
  • A) Prepare a material with allowance for the flange,
  • the first side surface is cut by the desired distance
  • C While rotating the material around the central axis, the cutting tool is moved from the radially outer side to the radially inner side or from the radially inner side to the radially outer side with respect to the material within the predetermined range.
  • step (B) while rotating the material around the central axis, the cutting tool is moved from the radially outer side to the radially inner side or from the radially inner side to the radius with respect to the material.
  • the first side surface is cut by a desired distance by sending it a desired distance within the predetermined range to the outside in the direction, and in step (C), the cutting tool is rotated while rotating the material around the central axis.
  • step (C) the second side surface is cut by a desired distance, etc.
  • the cutting force can be supported by the remaining machining allowance. That is, the cutting force when performing step (B) is supported by the machining allowance remaining on the second side surface, and the cutting force when performing step (C) is supported by the machining allowance remaining on the first side surface side. Is supported by Thereby, a thin member can be cut, without generating chatter vibration, without using the holder for chatter vibration prevention.
  • the thin member is a rotating body. Therefore, a well-balanced rotating body can be manufactured.
  • the cutting method of the first invention or the second invention may be performed by the first tool direction adjusting method.
  • the cutting blade of the cutting tool has a feed side facing the feed direction side of the cutting tool and a material side facing the machining surface side of the material 5.
  • (B) and (C) are performed in a state where the direction of the feed side surface is slightly inclined from the feed direction of the cutting tool toward the processing surface.
  • the first tool direction adjustment method is preferably performed in a normal normal region.
  • the constant normal region is a region in which the direction of the normal of the inner peripheral surface or the outer peripheral surface does not change depending on the axial position (position in the central axis direction). This is a region in which the normal direction of the side surface or the second side surface does not change depending on the radial position (radial position with respect to the central axis).
  • the direction in which the chips jump out is the amount corresponding to the above direction. Tilt to the opposite side of the machining surface. Thereby, it can prevent that a chip collides with a process surface, and can prevent that a thin member deform
  • the smoothness of the cutting can be maintained by reducing the inclination of the feeding side surface toward the processing surface side.
  • the cutting method of the first invention may be performed by the second tool direction adjusting method.
  • the inner peripheral surface or the outer peripheral surface is cut in a normal change region where the normal direction of the inner peripheral surface or the outer peripheral surface changes depending on the axial position. It is executed when you do. That is, in the second tool direction adjusting method according to the first aspect of the present invention, the cutting blade of the cutting tool has a feeding side surface facing the feeding direction side of the cutting tool, and in the normal change region, The above (B) or (C) is performed while controlling the direction of the cutting tool so that the angle formed with the processed surface of the material is not less than 80 degrees and not more than 100 degrees.
  • the inner peripheral surface or the outer peripheral surface is changed once without changing the cutting tool, as described below.
  • the cutting blade attached to the cutting tool is appropriate for the processing area in the central axial direction. I was replacing it with something.
  • the feeding side surface of the cutting blade does not become 80 degrees or more and 100 degrees or less with respect to the processed surface of the material, so that the cutting force acting on the material becomes large.
  • the angle formed between the feed side surface and the processed surface of the material during the cutting of the inner peripheral surface or the outer peripheral surface is 80 degrees or more and 100 degrees or less.
  • the angle formed by the feed side surface and the processed surface of the material is maintained at 80 degrees or more and 100 degrees or less during the cutting of the inner peripheral surface or the outer peripheral surface.
  • the cutting force acting on the material can be kept small. Therefore, in (B) or (C), it is possible to deepen the cutting edge of the cutting blade into the raw material, so that the inner peripheral surface or the outer peripheral surface can be reduced to 1 without intermediate processing (ie, intermediate finishing turning). Can be cut in one turn.
  • the cutting method of the second invention may also be performed by the second tool direction adjusting method.
  • the first side surface or the second side surface is cut in a normal line changing region where the normal line of the first side surface or the second side surface changes depending on the radial position. It is executed when you do. That is, in the second tool direction adjusting method according to the second aspect of the invention, the cutting blade of the cutting tool has a feeding side surface facing the feeding direction side of the cutting tool, and in the normal change region, The above (B) or (C) is performed while controlling the direction of the cutting tool so that the angle formed with the processed surface of the material is not less than 80 degrees and not more than 100 degrees.
  • the first side surface or the second side surface is changed to 1 without changing the cutting tool. Can be cut in one turn.
  • the cutting blade attached to the cutting tool should be appropriate for that area for each processing area in the radial direction. Had been replaced.
  • the feeding side surface of the cutting blade does not become 80 degrees or more and 100 degrees or less with respect to the processed surface of the material, so that the cutting force acting on the material becomes large.
  • the angle formed between the feed side surface and the processed surface of the material is not less than 80 degrees and not more than 100 degrees during the cutting of the first side surface or the second side surface.
  • the angle formed between the feed side surface and the processed surface of the material can be maintained at 80 degrees or more and 100 degrees or less during the cutting of the first side surface or the second side surface. Therefore, the cutting force acting on the material can be kept small. Therefore, in (B) or (C), it is possible to deepen the cutting edge of the cutting blade into the material, and thereby, the first side surface or the second side surface can be cut at one time without intermediate processing.
  • a thin member can be cut without generating chatter vibration without using a holder for preventing chatter vibration.
  • FIG. 1B is a sectional view taken along line BB in FIG. 1A.
  • FIG. The raw material which has sufficient machining allowance with respect to a thin member is shown.
  • the cutting order in 1st Embodiment of this invention is shown.
  • It is a flowchart which shows the cutting method of the thin member by 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 11B is a sectional view taken along line BB in FIG. 11A.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a thin-walled member 3 manufactured by the cutting method according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1A
  • the thin-walled member 3 is a member that is provided in a rotary machine such as a jet engine, a gas turbine, or a supercharger, and is driven to rotate about the central axis C1 of the rotary machine.
  • the thin member 3 may be the rotating shaft itself of the rotating machine, or may be attached and fixed to the rotating shaft. As shown in FIGS.
  • the thin member 3 has an inner peripheral surface 3a and an outer peripheral surface 3b over a predetermined range in a direction parallel to the central axis C1.
  • the “thin wall” of the thin-walled member 3 means that the thickness from the inner peripheral surface 3a to the outer peripheral surface 3b is thin, and the thickness is 0.2 times (diameter) twice the distance from the central axis C1 to the outer peripheral surface 3b. It means less than 5%.
  • FIGS. 2 to 4 are explanatory views of the cutting method of the thin member 3 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart showing the cutting method of the thin member 3 according to the first embodiment of the present invention. . This will be described with reference to these drawings.
  • Step S1 is a material preparation process.
  • a material 5 having a sufficient machining allowance 5a (that is, a cutting allowance) is prepared for the thin member 3 as shown in FIG.
  • This material 5 is a material that has already been rough processed but not subjected to intermediate processing (medium finish processing).
  • the sufficient machining allowance 5a means that the thickness of the machining allowance 5a with respect to the thin-walled member 3 is sufficient, and “sufficient” means a rigidity that does not cause chatter vibration or deformation in the material 5a during cutting. It means that.
  • “Intermediate machining (medium finish machining)” refers to cutting in which the remaining margin for finishing turning is 2.5 mm or less, or 50% or less of the thickness of the portion to be cut.
  • Step S2 is a material fixing step, and in this step, the material 5 prepared in step S1 is fixed to the turntable 9 via the fixture 7 (see FIG. 3).
  • Step S3 is a partial cutting process of the inner surface.
  • a cutting tool having a cutting edge (that is, a tip) 11a is applied to the material 5 while rotating the material 5 around the central axis C1 of the thin member 3.
  • the inner peripheral surface 3a is moved by a desired distance.
  • the material 5 is rotated around the central axis C1 of the thin member 3, and the radial direction of the thin member 3 (perpendicular to the central axis C1).
  • the cutting position by the cutting tool in the direction) is made to coincide with the position of the inner peripheral surface 3a.
  • the cutting tool is fed a short distance in a direction parallel to the central axis C1 from the one end side (right side in FIG. 3) of the material 5 toward the other end.
  • the inner peripheral surface 3a is finished over the range of this distance.
  • the central axis is an axis that becomes the rotation center of the material 5 in cutting
  • the radial direction is a radial direction centered on the rotation center of the material 5 in cutting.
  • the desired distance within the predetermined range means a short distance of about 5 to 1/10 of the axial length of the predetermined range in this example.
  • Step S4 is an outer surface partial cutting process.
  • the cutting tool is moved from one end side to the other end side of the central axis C1 with respect to the raw material 5 while rotating the raw material 5 around the central axis C1 (see FIG. In the example of 3, the outer peripheral surface 3b is cut by a desired distance by sending a desired distance within the predetermined range (in a direction parallel to the central axis C1).
  • the turntable 9 the material 5 is rotated about the central axis C1 of the thin member 3, and the cutting position by the cutting tool in the radial direction of the thin member 3 is changed to the position of the outer peripheral surface 3b.
  • the cutting tool is fed by a short distance in a direction parallel to the central axis C1 from the one end side (right side in FIG. 3) of the thin member 3 toward the other end.
  • the outer peripheral surface 3b is finished over the range of this distance.
  • the desired distance within the predetermined range means a short distance of about 5 to 1/10 of the axial length of the predetermined range in this example.
  • Step S3 and Step S4 are gradually finished by alternately repeating Step S3 and Step S4 for the material 5 that has not been subjected to intermediate processing (medium finish processing).
  • Step S3 among step S3 and step S4, and may start from step S4.
  • the inner peripheral surface 3a and the outer peripheral surface 3b are alternately formed little by little in the order of the parts (1), (2), (3), ..., (14), (15). In this way, the inner peripheral surface 3a and the outer peripheral surface 3b are finished over a predetermined range by performing the finishing turning in step S3 and step S4 without performing intermediate processing (medium finishing processing).
  • each cutting portion (1) to (15) in FIG. 4 in each cutting portion (1) to (15) in FIG. 4, in each step S3 (inner surface partial cutting step), the distance within the desired distance into the unformed region on the outer peripheral surface 3b side.
  • the cutting tool is fed in a direction parallel to the central axis C1 to the position where it has entered in the axial direction, and in each step S4 (outer surface partial cutting step), the distance within the desired distance into the uncut region on the inner peripheral surface 3a side
  • the cutting tool is fed in a direction parallel to the central axis C1 up to a position that has entered the axial direction only.
  • the cutting depth from one end (right end in the figure) of the material 5 becomes deeper on the inner peripheral surface 3a side when step S3 is finished, and on the outer peripheral surface 3b side when step S4 is finished. Try to be deep.
  • the cutting force can be supported by the machining allowance 5a opposite to the cutting side over a longer range in the cutting tool feed direction. That is, even if the thickness from the inner peripheral surface 3a to the outer peripheral surface 3b is thin, the cutting force can be supported by the machining allowance 5a.
  • the feed direction is a direction having a component in a direction perpendicular to the rotation direction of the material 5 and parallel to the central axis, and is a processed surface of the material 5 (for example, the inner peripheral surface 3a). ) Along the cutting tool movement direction.
  • the cutting blade 11a of the cutting tool has a feeding side surface 17 facing the feeding direction side of the tool as shown in FIG. 3, FIG. 6A or FIG. 7A.
  • a flat surface In this example, a flat surface
  • a material side surface in this example, a flat surface
  • the angle formed between the feeding side surface 17 and the material side surface (that is, the clearance surface) 19 is an acute angle.
  • the feed side surface 17 and the material side surface 19 extend, for example, in a direction perpendicular to the paper surface (a direction orthogonal to the central axis C1) in FIG. 3, FIG. 6A or FIG. 7A.
  • reference numeral 12 denotes a rake face of the cutting edge 11 a
  • reference numeral 14 denotes a side that contacts the rake face 12 on the feeding side surface 17 and a rake face 12 on the material side face 19. Shows a corner at a point where an edge intersects.
  • the corner 14 is applied to a processed surface (that is, an inner peripheral surface or an outer peripheral surface) of the material when the material 5 is cut.
  • a cutting blade 11a it is preferable to execute the cutting method of the first embodiment by the first or second tool orientation adjusting method described below.
  • the first tool orientation adjustment method In the first tool orientation adjusting method, preferably, in the normal constant region where the normal of the inner peripheral surface 3a is constant (zero or other value) regardless of the position in the central axis direction (axial position). It is executed when cutting the inner peripheral surface 3a. Similarly, the first tool orientation adjusting method is preferably executed when the outer peripheral surface 3b is cut in a normal constant region where the normal of the outer peripheral surface 3b is constant regardless of the axial position.
  • the first tool orientation adjustment method is as follows. As shown in FIG. 6A, the direction (normal line) n1 of the feed side surface 17 (that is, the plane 17) is a direction close to the feed direction f of the cutting tool 11 and is slightly (for example, 0) from this feed direction f.
  • the orientation is inclined to the side of the machining surface.
  • the direction g in which the chips progress is substantially perpendicular to the feeding side surface 17 and opposite to the feeding side surface 17. If the inclination of the feeding side surface 17 is excessively increased, smooth cutting cannot be performed. It is preferable to tilt the surface a little (for example, 0.5 to 5 degrees).
  • the second tool orientation adjusting method is preferably executed when the inner peripheral surface 3a is cut in a normal changing region where the normal of the inner peripheral surface 3a changes depending on the axial position.
  • the second tool orientation adjusting method is preferably executed when the outer peripheral surface 3b is cut in a normal changing region where the normal of the outer peripheral surface 3b changes according to the axial position.
  • the second tool orientation adjustment method is as follows.
  • FIG. 7A is an explanatory diagram of a second tool direction adjusting method.
  • the angle formed between the feed side surface 17 and the processed surface of the material 5 is 80 degrees or more and 100 degrees or less, preferably 85 degrees or more and 95 degrees.
  • Step S3 described above is performed while controlling the direction of the cutting tool 11 so as to be as follows.
  • the angle formed between the feeding side surface 17 and the processed surface of the material 5 is 80 degrees or more and 100 degrees or less, preferably 85 degrees or more and 95 degrees or less.
  • Step S4 described above is performed while controlling the direction of the cutting tool 11. More specifically, it is as follows.
  • An NC processing device having a cutting tool 11 performs cutting by a second tool orientation adjustment method by numerical control (Numerical Control). That is, by numerical control, as shown in FIG. 7A, the rotation angle about the B axis of the cutting tool, the position of the cutting tool in the X axis direction, the position of the cutting tool in the Y axis direction, the Z axis direction of the cutting tool Is controlled so that the corner 14 of the cutting edge 11a of the cutting tool 11 is positioned on the inner peripheral surface 3a (or the outer peripheral surface 3b), and the angle formed between the feed side surface 17 and the processing surface of the material 5 is 80.
  • the cutting tool 11 is moved in the feed direction while the angle is not less than 100 degrees and not more than 100 degrees, preferably not less than 85 degrees and not more than 95 degrees.
  • the material 5 is in a state of being rotated around the central axis C1 as described above.
  • Such numerical control is executed based on the NC data created based on the shape data of the thin member.
  • the shape data of the thin member is, for example, CAD (Computer Aided Design) data of the thin member.
  • the Z axis is parallel to the central axis C1
  • the B axis is orthogonal to the Z axis
  • the X axis is orthogonal to the Z axis
  • the Y axis is the Z axis. And orthogonal to both the X axis.
  • a broken-line arrow indicates an outline of a B-axis trajectory. The effect obtained by the second tool orientation adjusting method will be described in comparison with the conventional case. Conventionally, as shown in FIG.
  • the angle formed between the feeding side surface 17 and the processed surface of the material 5 is 80 degrees or more and 100 during the cutting of the inner peripheral surface 3a or the outer peripheral surface 3b. Since the direction of the cutting tool 11 is controlled so that it is less than or equal to 85 degrees, preferably greater than or equal to 85 degrees and less than or equal to 95 degrees, one cutting edge can be used without changing the cutting edge for each processing region in the central axis direction. The entire machining area can be cut.
  • the angle formed between the feed side surface 3a and the processed surface of the material 5 is not less than 80 degrees and not more than 100 degrees during the cutting of the inner peripheral surface 3a or the outer peripheral surface 3b.
  • the cutting force F acting on the material 5 can be kept small.
  • the cutting edge can be deeply cut into the material 5, thereby enabling the inner peripheral surface 3a or the outer peripheral surface without intermediate processing (intermediate finishing processing). 3b can be cut at once.
  • the angle formed between the feed side surface 17 and the processed surface of the material 5 is 80 to 90 degrees
  • the angle formed between the feed side surface 17 and the material side surface 19 is 90 degrees. It may be from 100 degrees to 100 degrees.
  • step S3 the cutting tool is in a direction parallel to the central axis C1 with respect to the raw material 5 while rotating the raw material 5 around the central axis C1.
  • the inner peripheral surface 3a is cut by a desired distance by sending the cutting tool to the central axis C1 with respect to the raw material 5 while rotating the raw material 5 around the central axis C1 in step S4. Since the outer peripheral surface 3b is cut by a desired distance by sending it by a desired distance in the parallel direction, Step S3 and Step S4 are alternately repeated without performing the intermediate finishing process, so that the remaining allowance 5a remains.
  • the cutting force F can be supported.
  • the cutting force F when performing step S3 is supported by the machining allowance 5a remaining on the outer peripheral side, and the cutting force F when performing step S4 is supported by the machining allowance 5a remaining on the inner peripheral side.
  • finish turning can be performed without using chatter vibration and deformation without using chatter vibration prevention holders.
  • a constant thickness can be obtained in the circumferential direction, and a well-balanced thin member 3 can be manufactured.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a case where a cylindrical surface is subjected to intermediate processing.
  • the surface to be turned first may be subjected to intermediate finishing turning. Even after finishing turning, there will be no chatter due to the removal of the opposite surface (outer surface).
  • FIG. 8B is a diagram illustrating a case where the disk surface is subjected to intermediate processing.
  • the surface to be turned first left surface
  • the surface to be turned later must not be subjected to intermediate finishing turning. If the machining allowance is large, it will be rigid and will not cause chatter.
  • step S3 and step S4 the cutting tool is sent to a position where it has entered the uncut area where the machining allowance 5a still remains on the side opposite to the machining surface and has entered the axial direction by a distance within the desired distance. Even when the thickness from the inner peripheral surface 3a to the outer peripheral surface 3b is thin, the distance that the cutting tool can be sent can be increased so that chatter vibration does not occur.
  • the material 5 can remain attached to the fixture 7 and the rotary table 9 when switching between the cutting on the inner peripheral surface 3a side and the cutting on the outer peripheral surface 3b side. Therefore, the axial center of the thin member 3 does not deviate from the central axis C1 by reattaching the material 5 to the fixture 7 and the rotary table 9.
  • FIG. 9 shows another example of the cutting method according to the first embodiment described above.
  • the thin member 3 has a labyrinth seal portion 13.
  • the raw material 5 is a rough-processed forged product.
  • the thin member 3 is cut by fixing the support portion 15 of the material 5 to a rotary table (not shown) via an appropriate fixture (not shown).
  • the cutting method according to the first embodiment can be applied to the inner peripheral surface 3a portion and the outer peripheral surface 3b portion shown in the drawing, and the parentheses in the drawing are applied to the inner peripheral surface 3a portion and the outer peripheral surface 3b portion.
  • the above-described steps S3 and S4 are alternately repeated in the order of the numbers.
  • step S3 is performed while the cutting position by the cutting tool in the radial direction of the thin member 3 is made coincident with the position of the inner peripheral surface 3a, and the cutting position by the cutting tool in the radial direction of the thin member 3 is Step S4 is performed while matching the position of the outer peripheral surface 3b.
  • the portion (2) in FIG. 9 relates to the radial direction according to the cutting tool feed amount in the direction parallel to the central axis C1, since the radial position of the outer peripheral surface 3b changes according to the central axis C1 direction position. Change the cutting position.
  • Other points in the cutting method of Example 1 are the same as those in the first embodiment described above.
  • FIG. 10 shows another example of the cutting method according to the first embodiment described above.
  • the thin-walled member 3 is a member that constitutes the casing of the combustor, and is a stationary member that does not rotate during use.
  • the raw material 5 is rough-processed.
  • the thin member 3 is fixed to the rotary table 9 via the fixture 7 and the thin member 3 is cut.
  • the above-described step S3 and step S4 are alternately repeated in the order of the numbers in parentheses in the drawing for the inner peripheral surface 3a portion and the outer peripheral surface 3b portion shown in the drawing.
  • the inner peripheral surface 3a and the outer peripheral surface 3b are alternately formed little by little in the order of the parts (1), (2), (3),..., (10), (11).
  • the part (10a) may be cut first, and then the part (10b) may be cut by the above step S3.
  • you may perform the cutting of the hole part of (a) after the cutting of the part of (11).
  • the cutting position by the cutting tool in the radial direction of the thin member 3 is made to coincide with the position of the inner peripheral surface 3a while performing step S3.
  • Step S4 is performed while matching the position of the surface 3b.
  • Example 10 are parallel to the central axis C1 because the radial position of the inner peripheral surface 3a or the outer peripheral surface 3b changes according to the position in the central axis C1 direction.
  • the cutting position in the radial direction is changed according to the cutting tool feed amount in the direction.
  • Other points in the cutting method of Example 2 may be the same as in the first embodiment described above.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view showing the thin member 3 manufactured by the cutting method according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 11A
  • the thin-walled member 3 is a member that is provided in a rotary machine such as a jet engine, a gas turbine, or a supercharger, and is driven to rotate about the central axis C1 of the rotary machine.
  • the thin member 3 may be the rotating shaft itself of the rotating machine, or may be attached and fixed to the rotating shaft. As shown in FIGS.
  • the thin-walled member 3 is arranged on the outer side or the inner side in the radial direction (that is, the direction perpendicular to the central axis C1) from the inner peripheral surface 3a or the outer peripheral surface 3b.
  • the flange 21 extends, and the flange 21 extends over a predetermined radial range (in this example, from the outer peripheral surface 3b to the outer peripheral end of the flange 21).
  • the first side surface 21a faces one side in a direction parallel to the central axis C1.
  • a second side surface 21b facing the other side in the direction parallel to the central axis C1.
  • the thin member 3 has an inner peripheral surface 3a and an outer peripheral surface 3b with the central axis C1 as the center.
  • the first side surface 21a and the second side surface 21b are oriented in a direction parallel to the central axis C1 opposite to each other.
  • the “thin” of the thin-walled member 3 means that the thickness from the first side surface 21a to the second side surface 21b is thin, and the thickness of the flange 21 in the radial direction from the center axis C1. It means that it is smaller than 0.5% of the double distance (diameter) to the outer end.
  • FIG. 12 and FIG. 13 are explanatory diagrams of the cutting method of the thin member 3 according to the second embodiment
  • FIG. 14 is a flowchart showing the cutting method of the thin member 3 according to the second embodiment of the present invention. This will be described below with reference to these drawings.
  • Step S11 is a material preparation step.
  • a material 5 having a sufficient allowance 5a for the thin member 3, that is, the flange 21, is prepared.
  • This material 5 is a material that has already been rough processed but not subjected to intermediate processing (medium finish processing).
  • Step S12 is a material fixing process, and in this step, the material 5 prepared in step S11 is fixed to the turntable 9 via the fixture 7 (see FIG. 12).
  • Step S13 is a first side partial cutting process.
  • a cutting tool having a cutting edge 11a is rotated with respect to the material 5 while the material 5 is rotated about the central axis C1 of the thin-walled member 3.
  • the first side surface 21a is moved by a desired distance by sending a desired distance within the predetermined range from the outer side in the radial direction to the inner side in the radial direction or from the inner side in the radial direction to the outer side in the radial direction (in the radial direction in the example of FIG. 11A). To cut. Specifically, as shown in FIG.
  • the material 5 is rotated about the central axis C1 of the thin member 3, and the cutting position by the cutting tool in the direction parallel to the central axis C1 is set.
  • the cutting tool is fed by a short distance in the radial direction from the outer peripheral end side of the flange 21 toward the central axis C1.
  • the 1st side 21a is finished over the range of this distance.
  • the desired distance within the predetermined range means a short distance of about 5 to 1/10 of the axial length of the predetermined range in this example.
  • Step S14 is a second side partial cutting step.
  • the cutting tool is moved from the radially outer side to the radially inner side with respect to the material 5 while rotating the material 5 about the central axis C1.
  • the second side surface 21b is cut by a desired distance by sending a desired distance within the predetermined range from the radially inner side to the radially outer side (in the radial direction in the example of FIG. 11A).
  • the material 5 is rotated around the central axis C1 of the thin member 3, and the cutting position by the cutting tool in the direction parallel to the central axis C1 is set to the second side surface 21b. Match the position of.
  • the cutting tool is fed by a short distance in the radial direction from the outer peripheral end side of the flange 21 toward the central axis C1.
  • the 2nd side surface 21b is finished over the range of this distance.
  • the desired distance within the predetermined range means a short distance of about 4 to 1/10 of the axial length of the predetermined range in this example.
  • the first side surface 21a and the second side surface 21b are gradually finished by alternately repeating Step S13 and Step S14 on the material 5 that has not been subjected to intermediate processing (medium finish processing).
  • Step S13 and Step S14 on the material 5 that has not been subjected to intermediate processing (medium finish processing).
  • first side surface 21a and the second side surface 21b are alternately formed little by little in the order of the parts (1), (2), (3),..., (8), (9). In this way, the first side surface 21a and the second side surface 21b are finished over a predetermined range by performing the finishing turning in step S13 and step S14 without performing intermediate processing.
  • each cutting portion (1) to (9) in FIG. 13 in each step S13 (first side surface partial cutting step), the second side surface 21b side is not filled with the second side surface unformed region.
  • the cutting tool is fed in the radial direction to a position that has entered in the radial direction by a distance within a desired distance, and in each step S14 (second side surface partial cutting step), in the first side surface unformed region on the first side surface 21a side.
  • the cutting tool is fed in the radial direction to a position where it has entered in the radial direction by a distance within the desired distance.
  • the cutting depth in the direction from the outer peripheral end of the flange 21 toward the central axis C1 becomes deeper on the first side surface 21a side when step S13 is finished, and on the second side surface 21b when step S14 is finished. Make the side of the side deeper.
  • the cutting force F can be supported by the machining allowance 5a opposite to the cutting side over a longer range in the cutting tool feed direction. it can. That is, even if the thickness from the first side surface 21a to the second side surface 21b is thin, the cutting force F can be supported by the machining allowance 5a.
  • the feeding direction is a direction from the radially outer side to the radially inner side, or a direction from the radially inner side to the radially outer side, and is a processed surface of the material 5 (for example, the first side surface). 21a) is the cutting tool movement direction.
  • the cutting tool may be the same as that of the first embodiment. That is, the cutting tool has a feeding side surface 17 (in this example, a plane) facing the feeding direction side and a material side surface 19 (in this example, a plane) facing the processing surface (cutting surface) side of the material 5. .
  • the angle formed between the feeding side surface 17 and the material side surface 19 is an acute angle. Note that the feeding side surface 17 and the material side surface (that is, the flank surface) 19 extend, for example, in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 12 (a direction orthogonal to the central axis C1).
  • symbol 12 shows the rake face of the cutting blade 11a
  • symbol 14 is a location where the edge
  • the corner at The corner 14 is applied to the processed surface of the material 5 (that is, the inner peripheral surface 3a or the outer peripheral surface 3b) when the material 5 is cut.
  • the above-described cutting method (that is, the cutting method) according to the second embodiment is preferably performed by the first or second tool orientation adjusting method as described below, as in the case of the first embodiment. .
  • the first tool orientation adjusting method is preferably executed when the first side surface 21a is cut in a normal constant taper region where the normal of the first side surface 21a is constant regardless of the radial position. Similarly, the first tool orientation adjusting method is preferably executed when cutting the second side surface 21b in a normal constant region where the normal line of the second side surface 21b is constant regardless of the radial position. .
  • the direction (normal line) of the feed side surface 17 is a direction close to the feed direction of the cutting tool, and only slightly from this feed direction (for example, , 0.5 to 5 degrees) in a direction inclined to the processing surface side.
  • the second tool orientation adjusting method is preferably executed when the first side surface 21a is cut in a normal line changing region where the normal line of the first side surface 21a changes depending on the radial position. Similarly, it is executed when the second side surface 21b is cut in the normal line changing region where the normal line of the second side surface 21b changes depending on the radial position.
  • the angle formed between the feed side surface 17 and the processed surface of the material 5 is 80 degrees or more and 100 degrees in the normal change region of the first side surface 21a.
  • the above-described step S13 is performed while controlling the direction of the cutting tool 11 so that the angle is preferably 85 degrees or more and 95 degrees or less.
  • the angle formed by the feeding side surface 17 and the processed surface of the material 5 is 80 degrees or more and 100 degrees or less, preferably 85 degrees or more and 95 degrees or less.
  • the above-described step S14 is performed while controlling the direction of the cutting tool 11.
  • Other points in the second tool orientation adjusting method in the second embodiment are the same as those in the first tool orientation adjusting method in the first embodiment.
  • the first side surface 21a or the second side surface 21b can be cut at a time while the cutting force F is kept small.
  • step S13 the cutting tool is fed by a desired distance in the radial direction with respect to the material while rotating the material around the central axis C1, thereby obtaining a desired value.
  • the first side surface 21a is cut by a distance
  • step S14 the cutting tool is fed by a desired distance in the radial direction with respect to the material while rotating the material about the central axis C1, thereby the second side surface by a desired distance. Since step S13 and step S14 are alternately repeated without performing the intermediate finishing process, such as cutting 21b, the cutting force F can be supported by the remaining machining allowance 5a.
  • the cutting force F when performing Step S13 is supported by the machining allowance 5a remaining on the second side surface 21b side, and the cutting force F when performing Step S14 is retained on the first side surface 21a side. Supported by the generation 5a.
  • finish turning can be performed without using chatter vibration and deformation without using chatter vibration prevention holders.
  • the flange 21 having a constant thin thickness in the circumferential direction can be obtained, and a highly accurate thin member can be manufactured.
  • the thin member 3 in the first embodiment or the second embodiment described above may not be a rotating body.
  • the flange 21 of the thin member 3 is an outer flange extending in the radial direction from the outer peripheral surface 3b.
  • It may be an inner flange extending in the radial direction from the surface 3a.
  • the cutting method of the second embodiment can be applied.
  • the feeding direction of the cutting tool is a radial direction from the inner peripheral end of the flange 21 on the central axis C1 side toward the outer peripheral end of the flange 21 (a coupling position between the flange 21 and the inner peripheral surface 3a).
  • Other points may be the same as in the second embodiment described above.
  • steps S3 and S4 are alternately repeated, but steps S3 and S4 may be performed simultaneously. That is, when the material 5 is rotated around the central axis C1, the cutting tool 11 is sent from one end side to the other end side of the central axis C1 with respect to the material 5 to cut the inner peripheral surface 3a. In addition, the cutting tool 11 similar to the above is sent to the material 5 from one end side to the other end side of the central axis C1 to perform the step S4 for cutting the outer peripheral surface 3b at the same time.
  • the cutting force when cutting the inner peripheral surface 3a is supported by the machining allowance 5a remaining on the outer peripheral surface 3b side, and the cutting force when cutting the outer peripheral surface 3b is on the inner peripheral surface 3a side. It is supported by the remaining machining allowance 5a. Therefore, the thin member 3 can be cut without generating chatter vibration without using a holder for preventing chatter vibration. In this case, other points may be the same as in the first embodiment.
  • steps S13 and S14 are alternately repeated, but steps S13 and S14 may be performed simultaneously. That is, when the material 5 is rotated about the central axis C1, the cutting tool 11 is sent to the material 5 from the radially outer side to the radially inner side or from the radially inner side to the radially outer side.
  • Step S14 for cutting the second side surface 21b is performed simultaneously.
  • the cutting force when cutting the first side surface 21a is supported by the machining allowance 5a remaining on the second side surface 21b side, and the cutting force when cutting the second side surface 21b is the first side surface 21a. It is supported by the machining allowance 5a remaining on the side. Therefore, the thin member 3 can be cut without generating chatter vibration without using a holder for preventing chatter vibration. In this case, other points may be the same as in the second embodiment.
  • steps S3 and S4 are performed on the material 5 that has not been subjected to intermediate machining. However, even if steps S3 and S4 are performed on the material 5 that has undergone intermediate machining (that is, intermediate finishing turning). Good. In this case, for example, in the above-described step S1, the intermediate processed material 5 is prepared. In this case, other points may be the same as in the first embodiment.
  • steps S13 and S14 are performed on the material 5 that has not been subjected to intermediate machining.
  • steps S13 and S14 are performed on the material 5 that has undergone intermediate machining (that is, intermediate finishing turning). You may go.
  • the material 5 subjected to the intermediate processing is prepared in the above-described step S11.
  • other points may be the same as those in the second embodiment.

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Abstract

【課題】ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動を発生させることなく薄肉部材を切削できるようにする。 【解決手段】（Ａ）薄肉部材３に対して取り代がある素材５を準備し、（Ｂ）素材５を中心軸Ｃ１を中心に回転させながら、切削工具を素材５に対して中心軸Ｃ１の一端側から他端側へ所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ３ａ内周面を切削し、（Ｃ）中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させながら、切削工具を素材５に対して中心軸Ｃ１の一端側から他端側へ所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ外周面３ｂを切削し、（Ｄ）（Ｂ）と（Ｃ）を交互に繰り返すことで、所定範囲にわたって内周面と３ａ外周面３ｂを仕上げる。

Description

薄肉部材の切削方法
　本発明は、薄肉部材の切削方法に関する。
　本出願において、薄肉部材とは、例えば、中心軸を中心に回転する回転体であって、厚みの薄い部分を有するものを意味する。この薄肉部材は、例えば、航空ジェットエンジンの、Ｔｉ合金製、Ｎｉ合金製、またはＡｌ合金製のリングまたはケーシングである。また、薄肉部材は、一部が本発明の切削対象となる薄肉部分となっている部品であってもよい。
　ジェットエンジン、ガスタービン、過給機などの回転機械には、中心軸を中心に回転する回転シャフトなどの回転体が設けられる。
　この回転体は、中心軸と平行な方向の所定範囲にわたって内周面と外周面を有する場合がある。この場合、回転体は次のように製作する。内周面の粗切削加工、外周面の粗切削加工、内周面の中仕上げ切削加工、外周面の中仕上げ切削加工、内周面の仕上げ切削加工、外周面の仕上げ切削加工をこの順で素材に対し行う。
　なお、本発明の先行技術文献として、下記特許文献１～３がある。
特開２００８－０３６７５１号公報 特開２００３－１０３４０２号公報 特許第３０５７９５２号
　しかし、仕上げ切削加工では、内周面から外周面までの肉厚が薄くなっているため、ビビリ振動や変形が生じやすくなる。そのため、ビビリ振動防止用の保持具が必要になる。即ち、ビビリ振動防止用の保持具に外周面を取り付けた状態で、内周面の仕上げ切削加工を行い、その後、ビビリ振動防止用の保持具に内周面を取り付けた状態で、外周面の仕上げ切削加工を行う。
　
　そこで、本発明の主目的は、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動を発生させることなく薄肉部材を切削できるようにすることにある。
　上記目的を達成するため、第１発明によると、薄肉部材の切削方法であって、
　前記薄肉部材は、その中心軸と平行な方向の所定範囲にわたって内周面と外周面を有し、
（Ａ）前記薄肉部材に対して取り代がある素材を準備し、
（Ｂ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、切削工具を前記素材に対して前記中心軸の一端側から他端側へ前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記内周面を切削し、
（Ｃ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、前記切削工具を前記素材に対して前記中心軸の一端側から他端側へ前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記外周面を切削し、
（Ｄ）前記（Ｂ）と（Ｃ）を交互に繰り返すことで、前記所定範囲にわたって前記内周面と外周面を仕上げ、
　前記（Ａ）の後、前記（Ｂ）、（Ｃ）の順で、または、前記（Ｃ）、（Ｂ）の順で、前記（Ｄ）を行う、ことを特徴とする薄肉部材の切削方法が提供される。
　上述の本発明による切削方法では、ステップ（Ｂ）において、前記中心軸を中心に素材を回転させながら、切削工具を素材に対して中心軸の一端側から他端側へ所望の距離だけ送ることで、前記所定範囲以内の所望の距離だけ内周面を切削し、ステップ（Ｃ）において、中心軸を中心に素材を回転させながら、切削工具を素材に対して中心軸の一端側から他端側へ前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ外周面を切削するといった具合に、前記（Ｂ）と（Ｃ）を交互に繰り返すので、残っている取り代（切削代）で切削力を支持することができる。すなわち、ステップ（Ｂ）を行う時の切削力は、外周側に残っている取り代により支持され、ステップ（Ｃ）を行う時の切削力は、内周側に残っている取り代により支持される。これにより、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動を発生させることなく薄肉部材を切削できる。
　第１発明の好ましい実施形態によると、前記薄肉部材は、回転体である。従って、バランスの良い回転体を製作できる。
　第１発明の好ましい実施形態によると、前記（Ｂ）において、前記外周面側における未切削領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ中心軸と平行な方向に進入した位置まで、前記切削工具を中心軸の一端側から他端側へ送り、
　前記（Ｃ）において、前記内周面側における未切削領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ中心軸と平行な方向に進入した位置まで、前記切削工具を中心軸の一端側から他端側へに送る。
　このように、前記（Ｂ）または（Ｃ）において、加工面と反対側に前記取り代がまだ残っている未切削領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ中心軸と平行な方向に進入した位置まで、切削工具を送るので、内周面から外周面までの肉厚が薄い場合であっても、ビビリ振動が発生しないように切削工具を送れる距離を大きくすることができる。
　第１発明の好ましい実施形態によると、前記薄肉部材の半径方向における切削工具による切削位置を、前記内周面の位置に一致させながら、前記（Ｂ）を行い、
　前記薄肉部材の半径方向における切削工具による切削位置を、前記外周面の位置に一致させながら、前記（Ｃ）を行う。
　例えば、前記内周面または外周面の半径方向位置が、前記（Ｂ）または（Ｃ）の切削範囲にわたって一定である場合には、半径方向に関する前記切削位置を一定に保持する。
　一方、前記内周面または外周面の半径方向位置が、前記（Ｂ）または（Ｃ）の切削範囲において、軸方向位置に応じて変化する場合には、前記中心軸と平行な方向の切削工具送り量に応じて、半径方向に関する前記切削位置を変化させる。このようにして、内周面または外周面がテーパ状となっているリング（薄肉部材）も製作できる。
　また、上記目的を達成するため、第２発明によると、薄肉部材の切削方法であって、
　前記薄肉部材は、中心軸に対する外周面と内周面の少なくともいずれかを有するとともに、この外周面または内周面から半径方向外側または内側に延びるフランジを有し、このフランジは、前記半径方向の所定範囲にわたって、中心軸と平行な方向の一方側を向く第１側面と、中心軸と平行な方向の他方側を向く第２側面と、を有し、
（Ａ）前記フランジに対して取り代がある素材を準備し、
（Ｂ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、切削工具を前記素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ、前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記第１側面を切削し、
（Ｃ）前記素材を前記中心軸を中心に回転させながら、前記切削工具を前記素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ、前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記第２側面を切削し、
（Ｄ）前記（Ｂ）と（Ｃ）を交互に繰り返すことで、フランジの前記所定範囲にわたって前記第１側面と第２側面とを仕上げ、
　前記（Ａ）の後、前記（Ｂ）、（Ｃ）の順で、または、前記（Ｃ）、（Ｂ）の順で、前記（Ｄ）を行う、ことを特徴とする薄肉部材の切削方法が提供される。
　上述の本発明による切削方法では、ステップ（Ｂ）において、中心軸を中心に素材を回転させながら、切削工具を、素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ、前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ第１側面を切削し、ステップ（Ｃ）において、中心軸を中心に素材を回転させながら、切削工具を、素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ、前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ第２側面を切削するといった具合に、前記（Ｂ）と（Ｃ）を交互に繰り返すので、残っている取り代で切削力を支持することができる。すなわち、ステップ（Ｂ）を行う時の切削力は、第２側面側に残っている取り代により支持され、ステップ（Ｃ）を行う時の切削力は、第１側面側に残っている取り代により支持される。これにより、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動を発生させることなく薄肉部材を切削できる。
　第２発明の好ましい実施形態によると、前記薄肉部材は、回転体である。従って、バランスの良い回転体を製作できる。
　第１発明または第２発明の切削方法は、第１の工具向き調節方法で行ってよい。
　第１発明または第２発明における第１の工具向き調節方法では、前記切削工具の切り刃は、前記切削工具の送り方向の側を向く送り側面と、素材５の加工面の側を向く素材側面とを有し、
　前記送り側面の向きを、前記切削工具の送り方向から前記加工面の側へ少し傾いた向きにした状態で、前記（Ｂ）および（Ｃ）を行う。
　なお、第１の工具向き調節方法は、好ましくは、法線一定領域において行う。法線一定領域は、第１発明では、前記内周面または外周面の法線の向きが、軸方向位置（中心軸方向の位置）によって変化しない領域であり、第２発明では、前記第１側面または第２側面の法線の向きが、半径方向位置（中心軸に対する半径方向の位置）によって変化しない領域である。
　切削による切屑は、送り側面が向く方向と反対方向へ飛び出すので、第１の工具向き調節方法において、送り側面を前記加工面の側へ少し傾むけると、その分だけ、切屑が飛び出す方向は前記加工面と反対側へ傾く。これにより、切屑が加工面に衝突することを防止でき、切屑の衝突により薄肉部材が変形することを防止できる。また、加工面側への送り側面の傾きを小さくすることで、切削の円滑性を維持できる。
　第１発明の切削方法は、第２の工具向き調節方法で行ってよい。
　第１発明における第２の工具向き調節方法は、好ましくは、前記内周面または外周面の法線の向きが、軸方向位置によって変化する法線変化領域において、内周面または外周面を切削する時に実行される。
　すなわち、第１発明における第２の工具向き調節方法では、前記切削工具の切り刃は、前記切削工具の送り方向の側を向く送り側面を有し、前記法線変化領域において、前記送り側面と前記素材の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下になるように、前記切削工具の向きを制御しながら、前記（Ｂ）または（Ｃ）を行う。
　これにより、前記法線変化領域において、前記内周面または外周面を切削する場合でも、以下のように、従来と違って、切削工具を交換することなく、内周面または外周面を１回で切削できる。
　従来では、切り刃の送り側面と素材の加工面とのなす角度が、軸方向位置によって変化する場合には、中心軸方向の加工区域毎に、切削工具に取り付ける切り刃を当該区域に適切なものに交換していた。また、従来では、各軸方向位置において、切り刃の送り側面が素材の加工面に対し８０度以上、１００度以下とならないため、素材に作用する切削力が大きくなってしまう。
　これに対し、第１本発明における第２の工具向き調節方法では、内周面または外周面の切削中に、前記送り側面と前記素材の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下となるように、前記切削工具の向きを制御するので、中心軸方向の加工領域毎に、切り刃を交換することなく、１つの切り刃で全加工領域を切削できる。
　しかも、第１本発明における第２の工具向き調節方法では、内周面または外周面の切削中に、前記送り側面と前記素材の加工面とのなす角度を８０度以上、１００度以下に維持できるので、素材に作用する切削力を小さく抑えることができる。従って、前記（Ｂ）または前記（Ｃ）において、素材への切り刃の切り込みを深くでき、これにより、中間加工（即ち、中仕上げ旋削）をしなくても、内周面または外周面を１回で切削できる。
　第２発明の切削方法も、第２の工具向き調節方法で行ってよい。
　第２発明における第２の工具向き調節方法は、好ましくは、前記第１側面または第２側面の法線が、半径方向位置によって変化する法線変化領域において、第１側面または第２側面を切削する時に実行される。
　すなわち、第２発明における第２の工具向き調節方法では、前記切削工具の切り刃は、前記切削工具の送り方向の側を向く送り側面を有し、前記法線変化領域において、前記送り側面と前記素材の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下になるように、前記切削工具の向きを制御しながら、前記（Ｂ）または（Ｃ）を行う。
　これにより、前記法線変化領域において、第１側面または第２側面を切削する場合でも、以下のように、従来と違って、切削工具を交換することなく、第１側面または第２側面を１回で切削できる。
　従来では、切り刃の送り側面と素材の加工面とのなす角度が、半径方向位置によって変化する場合には、半径方向の加工区域毎に、切削工具に取り付ける切り刃を当該区域に適切なものに交換していた。また、従来では、各半径方向位置において、切り刃の送り側面が素材の加工面に対し８０度以上、１００度以下とならないため、素材に作用する切削力が大きくなってしまう。
　これに対し、第２発明における第２の工具向き調節方法では、第１側面または第２側面の切削中に、送り側面と素材の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下となるように、切削工具の向きを制御するので、半径方向の加工領域毎に、切り刃を交換することなく、１つの切り刃で全加工領域を切削できる。
　しかも、第２本発明における第２の工具向き調節方法では、第１側面または第２側面の切削中に、送り側面と素材の加工面とのなす角度を８０度以上、１００度以下に維持できるので、素材に作用する切削力を小さく抑えることができる。従って、前記（Ｂ）または前記（Ｃ）において、素材への切り刃の切り込みを深くでき、これにより、中間加工をしなくても、第１側面または第２側面を１回で切削できる。
　上述した本発明の切削方法によると、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動を発生させることなく薄肉部材を切削できる。
本発明の第１実施形態による切削方法で製作する薄肉部材の横断面図である。 図１ＡのＢ－Ｂ線断面図である。 薄肉部材に対して十分な取り代を有する素材を示す。 本発明の第１実施形態による切削方法の説明図である。 本発明の第１実施形態における切削順序を示す。 本発明の第１実施形態による薄肉部材の切削方法を示すフローチャートである。 第１の工具向き調節方法による切削工具の切り刃の向きを説明する本発明の第１実施形態図である。 図６Ａに対応する従来例を示す図である。 第２の工具向き調節方法による切削工具の切刃の向きを説明する本発明の第１実施形態図である。 図７Ａに対応する従来例を示す図である。 円筒面を中間加工した場合を示す図である。 円板面を中間加工した場合を示す図である。 本発明の第１実施形態による切削方法の実施例１を示す。 本発明の第１実施形態による切削方法の実施例２を示す。 本発明の第２実施形態による切削方法で製作する薄肉部材の構成例を示す横断面図である。 図１１ＡのＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の第２実施形態による切削方法の説明図である。 本発明の第２実施形態における切削順序を示す。 本発明の第２実施形態による薄肉部材の切削方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態が適用可能な、内フランジを有する薄肉部材の切削方法の説明図である。
　本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
［第１実施形態］
　図１Ａは、本発明の第１実施形態による切削方法で製作する薄肉部材３の横断面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＢ－Ｂ線断面図である。
　この例では、薄肉部材３は、ジェットエンジン、ガスタービン、過給機などの回転機械に設けられ、回転機械の中心軸Ｃ１を中心として回転駆動される部材である。例えば、薄肉部材３は、回転機械の回転シャフト自体であってもよいし、回転シャフトに取り付けて、固定されるものであってもよい。
　図１Ａおよび図１Ｂに示すように、薄肉部材３は、その中心軸Ｃ１と平行な方向の所定範囲にわたって内周面３ａと外周面３ｂを有する。薄肉部材３の「薄肉」とは、内周面３ａから外周面３ｂまでの厚みが薄いことをいい、当該厚みが、中心軸Ｃ１から外周面３ｂまでの距離の２倍（直径）の０．５％より小さいことをいう。
　図２～図４は、本発明の第１実施形態による薄肉部材３の切削方法の説明図であり、図５は、本発明の第１実施形態による薄肉部材３の切削方法を示すフローチャートである。これらの図を参照して説明する。
　ステップＳ１は、素材準備工程であり、このステップにおいて、図２のように薄肉部材３に対して十分な取り代５ａ（すなわち切削代）がある素材５を準備する。この素材５は、既に粗加工されているが中間加工（中仕上げ加工）されていない素材である。なお、十分な取り代５ａとは、薄肉部材３に対する取り代５ａの厚みが十分であることを意味し、「十分な」とは、切削時にビビリ振動または変形が素材５ａに生じない程度の剛性であることを意味する。「中間加工（中仕上げ加工）」とは、仕上げ旋削のための残り代を２．５ｍｍ以下、または、切削対象部分の厚みの５０％以下にする切削をいう。
　ステップＳ２は、素材固定工程であり、このステップにおいて、ステップＳ１で準備した素材５を取付具７を介して回転テーブル９に固定する（図３を参照）。
　ステップＳ３は、内面の部分切削工程であり、このステップにおいて、薄肉部材３の中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させながら、切り刃（すなわち、チップ）１１ａを有する切削工具を素材５に対して中心軸Ｃ１の一端側から他端側へ（図３の例では、中心軸Ｃ１と平行な方向に）前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ内周面３ａを切削する。
　具体的には、図３のように、回転テーブル９を回転させることで、薄肉部材３の中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させるとともに、薄肉部材３の半径方向（中心軸Ｃ１と垂直な方向）における切削工具による切削位置を、内周面３ａの位置に一致させる。この状態で、素材５の一端の側（図３の右側）から他端に向かう中心軸Ｃ１と平行な方向に、切削工具を短い距離だけ送る。
　これにより、この距離の範囲にわたって、内周面３ａが仕上げられる。なお、本発明の切削方法において、中心軸とは、切削において素材５の回転中心となる軸であり、半径方向とは、切削において素材５の回転中心を中心とした半径の方向である。また、前記所定範囲以内の所望の距離とは、この例では、前記所定範囲の軸方向長さの５～１０分の１程度の短い距離を意味する。
　ステップＳ４は、外面の部分切削工程であり、このステップにおいて、中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させながら、切削工具を素材５に対して中心軸Ｃ１の一端側から他端側へ（図３の例では、中心軸Ｃ１と平行な方向に）前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ外周面３ｂを切削する。
　具体的には、回転テーブル９を回転させることで、薄肉部材３の中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させるとともに、薄肉部材３の半径方向における切削工具による切削位置を、外周面３ｂの位置に一致させる。この状態で、薄肉部材３の一端の側（図３の右側）から他端に向かう中心軸Ｃ１と平行な方向に、切削工具を短い距離だけ送る。これにより、この距離の範囲にわたって、外周面３ｂが仕上げられる。また、前記所定範囲以内の所望の距離とは、この例では、前記所定範囲の軸方向長さの５～１０分の１程度の短い距離を意味する。
　ステップＳ５において、上述した所定範囲にわたって内周面３ａと外周面３ｂの全体が完成していない場合には、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３とステップＳ４を再び行う。このように、中間加工（中仕上げ加工）されていない素材５に対しステップＳ３とステップＳ４を交互に繰り返すことで、徐々に内周面３ａと外周面３ｂを仕上げていく。なお、ステップＳ３とステップＳ４のうち、ステップＳ３から開始してもよいし、ステップＳ４から開始してもよい。
　図４を参照して説明すると、この図の括弧内の数字の順に切削する。すなわち、（１）、（２）、（３）、・・・、（１４）、（１５）の各部分の順に内周面３ａと外周面３ｂを交互に少しずつ形成していく。このように、中間加工（中仕上げ加工）をせずに、ステップＳ３とステップＳ４の仕上げ旋削を行うことで、所定範囲にわたって内周面３ａと外周面３ｂを仕上げる。
　好ましくは、図４の各切削部分（１）～（１５）が示すように、各ステップＳ３（内面部分切削工程）において、外周面３ｂ側における未形成領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ軸方向に進入した位置まで、切削工具を中心軸Ｃ１と平行な方向に送り、各ステップＳ４（外面部分切削工程）において、内周面３ａ側における未切削領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ軸方向に進入した位置まで、切削工具を中心軸Ｃ１と平行な方向に送る。
　すなわち、素材５の一端（図で右端）からの切削深さが、ステップＳ３を終了した時点では内周面３ａ側の方が深くなり、ステップＳ４を終了した時点では外周面３ｂ側の方が深くなるようにする。これにより、内周面３ａの側または外周面３ｂの側を切削する時に、切削工具送り方向のより長い範囲にわたって、切削する側と反対側の取り代５ａで切削力を支持することができる。すなわち、内周面３ａから外周面３ｂまでの肉厚が薄くても、取り代５ａで切削力を支持することができる。なお、第１実施形態において、送り方向とは、素材５の回転方向と直交し、かつ、中心軸と平行な方向の成分を有する方向であって、素材５の加工面（例えば内周面３ａ）に沿った切削工具移動方向である。
　また、上述の切削方法（すなわち、旋削方法）では、切削工具（バイト）の切り刃１１ａは、図３、図６Ａまたは図７Ａに示すように、この工具の送り方向の側を向く送り側面１７（この例では、平面）と、素材５の加工面（切削面）の側を向く素材側面（この例では、平面）１９とを有する。
　これら送り側面１７と素材側面（すなわち、逃げ面）１９とのなす角度は鋭角である。なお、送り側面１７、素材側面１９は、例えば、図３、図６Ａまたは図７Ａにおいて紙面と垂直な方向（中心軸Ｃ１と直交する方向）に延びている。
　また、図３、図６Ａまたは図７Ａにおいて、符号１２は、切り刃１１ａのすくい面を示し、符号１４は、送り側面１７におけるすくい面１２と接する辺と、素材側面１９におけるすくい面１２と接する辺とが交差する箇所にあるコーナを示す。このコーナ１４は、素材５の切削時に、素材の加工面（すなわち、内周面または外周面）に当てられている。
　このような切り刃１１ａを用いる場合、以下で述べる第１または第２の工具向き調節方法で第１実施形態の切削方法を実行するのがよい。
（第１の工具向き調節方法）
　第１の工具向き調節方法は、好ましくは、内周面３ａの法線が、中心軸方向の位置（軸方向位置）によらず一定（ゼロまたは他の値）である法線一定領域において、内周面３ａを切削する時に実行される。同様に、第１の工具向き調節方法は、好ましくは、外周面３ｂの法線が、軸方向位置によらず一定である法線一定領域において、外周面３ｂを切削する時に実行される。第１の工具向き調節方法は、以下のとおりである。
　図６Ａに示すように、送り側面１７（すなわち、平面１７）の向き（法線）ｎ１を、切削工具１１の送り方向ｆに近い向きであって、この送り方向ｆから少しだけ（例えば、０．５～５度）加工面の側へ傾いた向きとする。これにより、図６Ａの「切屑の進む方向ｇ」に、切屑が、切削部分から飛び出すので、内周面３ａから外周面３ｂまでの薄肉の壁に当たらないようにすることができる。なお、切屑の進む方向ｇは、ほぼ、送り側面１７と垂直でかつ送り側面１７と逆の向きであり、上述した送り側面１７の傾きを大きくし過ぎると、円滑な切削が行えなくなるため、上述のように面を少しだけ（例えば、０．５～５度）傾けるのがよい。
　一方、図６Ｂのように、送り側面１７の向き（法線）を、切削工具の送り方向ｆから加工面と反対側へ傾いた向きとした場合には、切屑が前記薄肉の壁に当たることで、断面がリング状の薄肉部材３を変形させてしまう。
（第２の工具向き調節方法）
　第２の工具向き調節方法は、好ましくは、内周面３ａの法線が、軸方向位置によって変化する法線変化領域において、内周面３ａを切削する時に実行される。同様に、第２の工具向き調節方法は、好ましくは、外周面３ｂの法線が、軸方向位置によって変化する法線変化領域において、外周面３ｂを切削する時に実行される。第２の工具向き調節方法は、以下のとおりである。
　図７Ａは、第２の工具向き調節方法の説明図である。内周面３ａの法線変化領域において、送り側面１７と素材５の加工面（切削箇所における切削面）とのなす角度が、８０度以上、１００度以下、好ましくは、８５度以上、９５度以下になるように、切削工具１１の向きを制御しながら上述したステップＳ３を行う。
　同様に、外周面３ｂの法線変化領域において、送り側面１７と素材５の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下、好ましくは、８５度以上、９５度以下になるように、切削工具１１の向きを制御しながら上述したステップＳ４を行う。より具体的には、次の通りである。
　切削工具１１を有するＮＣ加工装置（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍａｃｈｉｎｅ）が、数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）により、第２の工具向き調節方法による切削を行う。すなわち、数値制御により、図７Ａに示すように、切削工具のＢ軸を中心とする回転角と、切削工具のＸ軸方向の位置、切削工具のＹ軸方向の位置、切削工具のＺ軸方向の位置を制御することで、切削工具１１の切り刃１１ａのコーナ１４を内周面３ａ（または外周面３ｂ）に位置させ、かつ、送り側面１７と素材５の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下、好ましくは、８５度以上、９５度以下になるようにしながら、切削工具１１を送り方向に移動させる。この時、素材５は、上述と同様に中心軸Ｃ１を中心に回転させた状態にある。このような数値制御は、薄肉部材の形状データに基づいて作成されたＮＣデータに基づいて実行される。薄肉部材の形状データは、例えば、薄肉部材のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）データである。
　なお、上記数値制御において、図７Ａに示すように、Ｚ軸は中心軸Ｃ１と平行であり、Ｂ軸はＺ軸と直交し、Ｘ軸は、Ｚ軸と直交し、Ｙ軸は、Ｚ軸およびＸ軸の両方と直交する。図７Ａにおいて、破線矢印は、Ｂ軸の軌跡の概略を示す。
　第２の工具向き調節方法により得られる効果を、従来の場合と比較して説明する。従来では、図７Ｂのように、切り刃１１ａの送り側面１７と素材５の加工面とのなす角度が、軸方向位置によって変化する場合には、中心軸方向の加工区域毎に、切削工具１１に取り付ける切りを当該区域に適切なものに交換していた。また、従来では、各軸方向位置において、切り刃１１ａの送り側面１７が素材５の加工面に対し８０度以上、１００度以下とならないため、素材５に作用する切削力Ｆが大きくなってしまう。
　これに対し、第１実施形態における第２の工具向き調節方法では、内周面３ａまたは外周面３ｂの切削中に、送り側面１７と素材５の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下、好ましくは、８５度以上、９５度以下になるように、切削工具１１の向きを制御するので、中心軸方向の加工領域毎に、切り刃を交換することなく、１つの切り刃で全加工領域を切削できる。しかも、第１実施形態における第２の工具向き調節方法では、内周面３ａまたは外周面３ｂの切削中に、送り側面３ａと素材５の加工面とのなす角度を８０度以上、１００度以下、好ましくは、８５度以上、９５度以下に近い角度に維持できるので、素材５に作用する切削力Ｆを小さく抑えることができる。従って、第１実施形態における上述したステップＳ３またはステップＳ４において、素材５への切り刃の切り込みを深くでき、これにより、中間加工（中仕上げ加工）をすることなく、内周面３ａまたは外周面３ｂを１回で切削できる。なお、第２の工具向き調節方法において、送り側面１７と素材５の加工面とのなす角度を８０度～９０度にする場合には、送り側面１７と素材側面１９とのなす角度は、９０度～１００度であってもよい。
　上述した本発明の第１実施形態による薄肉部材３の切削方法では、ステップＳ３において、中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させながら、切削工具を素材５に対して中心軸Ｃ１と平行な方向に所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ内周面３ａを切削し、ステップＳ４において、中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させながら、切削工具を素材５に対して中心軸Ｃ１と平行な方向に所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ外周面３ｂを切削するといった具合に、中仕上加工を行わずにステップＳ３とステップＳ４を交互に繰り返すので、残っている取り代５ａで切削力Ｆを支持することができる。
　すなわち、ステップＳ３を行う時の切削力Ｆは、外周側に残っている取り代５ａにより支持され、ステップＳ４を行う時の切削力Ｆは、内周側に残っている取り代５ａにより支持される。これにより、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動や変形を生じさせずに仕上げ旋削ができる。その結果、周方向に関して一定の肉厚を得ることができ、バランスの良い薄肉部材３を製作できる。
　なお、先に旋削する面を中間加工（中仕上げ加工）して、後から旋削する反対の面を中間加工（中仕上げ加工）せずに切削する等、旋削する面と反対の面とで取り代の厚さが異なる場合は取り代の厚さが薄い面を先に旋削すれば、後から旋削する取り代の剛性によりビリを発生させずに旋削することが可能である。図８Ａ、図８Ｂにその様子を示す。
　図８Ａは、円筒面を中間加工した場合を示す図である。この例で、先に旋削する面（内面）は、中仕上げ旋削を行っても良い。その後仕上げ旋削しても反対の面（外面）の取り代のお陰でビリが発生しない。また、この例で、後に旋削する面（外面）は、中仕上げ旋削を行ってはいけない。取り代が大きければ剛性がありビリを発生しない。
　図８Ｂは、円板面を中間加工した場合を示す図である。この例で、先に旋削する面（左面）は、中仕上げ旋削を行っても良い。その後仕上げ旋削しても反対の面（右面）の取り代のお陰でビリが発生しない。また、この例で、後に旋削する面（右面）は、中仕上げ旋削を行ってはいけない。取り代が大きければ剛性がありビリを発生しない。
　また、各ステップＳ３とステップＳ４において、加工面と反対側に取り代５ａがまだ残っている未切削領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ軸方向に進入した位置まで、切削工具を送るので、内周面３ａから外周面３ｂまでの肉厚が薄い場合であっても、ビビリ振動が発生しないように切削工具を送れる距離を大きくすることができる。
　また、上述の第１実施形態では、内周面３ａ側の切削と外周面３ｂ側の切削との切り換え時、素材５を取付具７および回転テーブル９に取り付けたままにすることができる。従って、取付具７および回転テーブル９に対する素材５の取り付け直しにより薄肉部材３の軸心が中心軸Ｃ１からずれることがない。
・実施例１
　図９は、上述した第１実施形態による切削方法の他の例を示す。
　この図において、薄肉部材３は、ラビリンスシール部１３を有する。また素材５は、鍛造物を粗加工したものである。またこの例では、適切な取付具（図示せず）を介して素材５の支持部分１５を回転テーブル（図示せず）に固定して、薄肉部材３の切削を行う。
　この実施例において、図に示す内周面３ａ部分と外周面３ｂ部分に、第１実施形態による切削方法が適用可能であり、内周面３ａ部分と外周面３ｂ部分に対し、図中の括弧内の数字の順に、上述のステップＳ３とステップＳ４を交互に繰り返し行う。すなわち、（１）、（２）、（３）、・・・、（６）、（７）の各部分の順に内周面３ａと外周面３ｂを交互に少しずつ形成していく。
　またこの実施例でも、薄肉部材３の半径方向における切削工具による切削位置を、内周面３ａの位置に一致させながら、ステップＳ３を行い、薄肉部材３の半径方向における切削工具による切削位置を、外周面３ｂの位置に一致させながら、ステップＳ４を行う。
　図９における（２）の部分は、外周面３ｂの半径方向位置が、中心軸Ｃ１方向位置に応じて変化するので、中心軸Ｃ１と平行な方向の切削工具送り量に応じて、半径方向に関する切削位置を変化させる。
　この実施例１の切削方法における他の点は、上述した第１実施形態と同じである。
・実施例２
　図１０は、上述した第１実施形態による切削方法の他の例を示す。
　この図において、薄肉部材３は、燃焼器のケーシングを構成する部材であり、使用時に回転しない静止部材である。また素材５は、粗加工されているものである。またこの例では、取付具７を介して薄肉部材３を回転テーブル９に固定して、薄肉部材３の切削を行う。
　この実施例において、図に示す内周面３ａ部分と外周面３ｂ部分に対し、図中の括弧内の数字の順に、上述のステップＳ３とステップＳ４を交互に繰り返し行う。すなわち、（１）、（２）、（３）、・・・、（１０）、（１１）の各部分の順に内周面３ａと外周面３ｂを交互に少しずつ形成していく。
　なお、（１０）の部分の切削は、まず、（１０ａ）の部分を切削してから、上記ステップＳ３により（１０ｂ）の部分を切削してもよい。また、（ａ）の孔部分の切削は、（１１）の部分の切削の後に行ってよい。
　実施例２でも、薄肉部材３の半径方向における切削工具による切削位置を、内周面３ａの位置に一致させながら、ステップＳ３を行い、薄肉部材３の半径方向における切削工具による切削位置を、外周面３ｂの位置に一致させながら、ステップＳ４を行う。図１０における（８）、（９）、（１０）の部分は、内周面３ａまたは外周面３ｂの半径方向位置が、中心軸Ｃ１方向位置に応じて変化するので、中心軸Ｃ１と平行な方向の切削工具送り量に応じて、半径方向に関する前記切削位置を変化させる。
　この実施例２の切削方法における他の点は、上述した第１実施形態と同じであってよい。
［第２実施形態］
　図１１Ａは、本発明の第２実施形態による切削方法で製作する薄肉部材３を示す横断面図であり、図１１Ｂは図１１ＡのＢ－Ｂ線断面図である。
　この例では、薄肉部材３は、ジェットエンジン、ガスタービン、過給機などの回転機械に設けられ、回転機械の中心軸Ｃ１を中心として回転駆動される部材である。例えば、薄肉部材３は、回転機械の回転シャフト自体であってもよいし、回転シャフトに取り付けて、固定されるものであってもよい。
　図１１Ａと図１１Ｂに示すように、薄肉部材３は、内周面３ａまたは外周面３ｂから、その中心軸Ｃ１に対して半径方向（すなわち、中心軸Ｃ１と直交する方向）の外側または内側に延びるフランジ２１を有し、このフランジ２１は、半径方向の所定範囲（この例では、外周面３ｂからフランジ２１の外周端）にわたって、中心軸Ｃ１と平行な方向の一方側を向く第１側面２１ａと、中心軸Ｃ１と平行な方向の他方側を向く第２側面２１ｂとを有する。なお、この例では、薄肉部材３は、中心軸Ｃ１を中心とする内周面３ａと外周面３ｂとを有する。また、この例では、第１側面２１ａと第２側面２１ｂは、互いに逆向きの中心軸Ｃ１と平行な方向を向く。
　第２実施形態においては、薄肉部材３の「薄肉」とは、第１側面２１ａから第２側面２１ｂまでの厚みが薄いことをいい、当該厚みが、中心軸Ｃ１から前記半径方向におけるフランジ２１の外方端までの距離の２倍（直径）の０．５％より小さいことをいう。
　図１２と図１３は、第２実施形態による薄肉部材３の切削方法の説明図であり、図１４は、本発明の第２実施形態による薄肉部材３の切削方法を示すフローチャートである。以下これらの図を参照して説明する。
　ステップＳ１１は、素材準備工程であり、このステップにおいて、図１２のように、薄肉部材３、すなわち、フランジ２１に対して十分な取り代５ａがある素材５を準備する。この素材５は、既に粗加工されているが中間加工（中仕上げ加工）されていない素材である。
　ステップＳ１２は、素材固定工程であり、このステップにおいて、ステップＳ１１で準備した素材５を取付具７を介して回転テーブル９に固定する（図１２を参照）。
　ステップＳ１３は第１側面の部分切削工程であり、このステップにおいて、薄肉部材３の中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させながら、切り刃１１ａを有する切削工具を、素材５に対して、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ（図１１Ａの例では半径方向に）前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ第１側面２１ａを切削する。
　具体的には図１２のように、回転テーブル９を回転させることで、薄肉部材３の中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させるとともに、中心軸Ｃ１と平行な方向における切削工具による切削位置を、第１側面２１ａの位置に一致させる。この状態で、フランジ２１の外周端の側から中心軸Ｃ１に向かう半径方向に、切削工具を短い距離だけ送る。これにより、この距離の範囲にわたって、第１側面２１ａが仕上げられる。また、前記所定範囲以内の所望の距離とは、この例では、前記所定範囲の軸方向長さの５～１０分の１程度の短い距離を意味する。
　ステップＳ１４は第２側面の部分切削工程であり、このステップにおいて、中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させながら、切削工具を、素材５に対して、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ（図１１Ａの例では半径方向に）前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ第２側面２１ｂを切削する。
　具体的には、回転テーブル９を回転させることで、薄肉部材３の中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させるとともに、中心軸Ｃ１と平行な方向における切削工具による切削位置を、第２側面２１ｂの位置に一致させる。この状態で、フランジ２１の外周端の側から中心軸Ｃ１に向かう半径方向に、切削工具を短い距離だけ送る。これにより、この距離の範囲にわたって、第２側面２１ｂが仕上げられる。また、前記所定範囲以内の所望の距離とは、この例では、前記所定範囲の軸方向長さの４～１０分の１程度の短い距離を意味する。
　ステップＳ１５において、上述した所定範囲にわたって第１側面２１ａと第２側面２１ｂとが仕上がっていない場合には、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３とステップＳ１４を再び行う。このように、中間加工（中仕上げ加工）されていない素材５に対しステップＳ１３とステップＳ１４を交互に繰り返すことで、徐々に第１側面２１ａと第２側面２１ｂを仕上げていく。なお、ステップＳ１３とステップＳ１４のうち、ステップＳ１３から開始してもよいし、ステップＳ１４から開始してもよい。
　図１３を参照して説明すると、この図の括弧内の数字の順に切削する。すなわち、（１）、（２）、（３）、・・・、（８）、（９）の各部分の順に第１側面２１ａと第２側面２１ｂを交互に少しずつ形成していく。このように、中間加工をせずに、ステップＳ１３とステップＳ１４の仕上げ旋削を行うことで、所定範囲にわたって第１側面２１ａと第２側面２１ｂを仕上げる。
　好ましくは、図１３の各切削部分（１）～（９）が示すように、各ステップＳ１３（第１側面部分切削工程）において、第２側面２１ｂの側における第２側面未形成領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ半径方向に進入した位置まで、切削工具を半径方向に送り、各ステップＳ１４（第２側面部分切削工程）において、第１側面２１ａの側における第１側面未形成領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ半径方向に進入した位置まで、切削工具を半径方向に送る。
　すなわち、フランジ２１の外周端から中心軸Ｃ１へ向かう方向の切削深さが、ステップＳ１３を終了した時点では第１側面２１ａの側の方が深くなり、ステップＳ１４を終了した時点では第２側面２１ｂの側の方が深くなるようにする。これにより、第１側面２１ａの側または第２側面２１ｂの側を切削する時に、切削工具送り方向のより長い範囲にわたって、切削する側と反対側の取り代５ａで切削力Ｆを支持することができる。すなわち、第１側面２１ａから第２側面２１ｂまでの肉厚が薄くても、取り代５ａで切削力Ｆを支持することができる。なお、第２実施形態において、送り方向とは、半径方向外側から半径方向内側への方向、または、半径方向内側から半径方向外側への方向であって、素材５の加工面（例えば第１側面２１ａ）に沿った切削工具移動方向である。
　また、第２実施形態の上記切削方法（すなわち、旋削方法）では、切削工具（バイト）は、第１実施形態と同様のものであってよい。すなわち、切削工具は、送り方向の側を向く送り側面１７（この例では、平面）と、素材５の加工面（切削面）の側を向く素材側面１９（この例では、平面）とを有する。これら送り側面１７と素材側面１９とのなす角度は鋭角である。
　なお、送り側面１７、素材側面（すなわち、逃げ面）１９は、例えば、図１２において紙面と垂直な方向（中心軸Ｃ１と直交する方向）に延びている。また、この図において、符号１２は、切り刃１１ａのすくい面を示し、符号１４は、送り側面１７におけるすくい面１２と接する辺と、素材側面１９におけるすくい面１２と接する辺とが交差する箇所にあるコーナを示す。このコーナ１４は、素材５の切削時に、素材５の加工面（すなわち、内周面３ａまたは外周面３ｂ）に当てられている。
　この場合、第２実施形態による上述の切削方法（すなわち、切削方法）は、第１実施形態の場合と同様に、以下のように、第１または第２の工具向き調節方法で行うのがよい。
（第１の工具向き調節方法）
　第１の工具向き調節方法は、好ましくは、第１側面２１ａの法線が、半径方向位置によらず一定である法線一定テーパ領域において、第１側面２１ａを切削する時に実行される。同様に、第１の工具向き調節方法は、好ましくは、第２側面２１ｂの法線が、半径方向位置によらず一定である法線一定領域において、第２側面２１ｂを切削する時に実行される。
　第１の工具向き調節方法では、第１実施形態の場合と同様に、送り側面１７の向き（法線）を、切削工具の送り方向に近い向きであって、この送り方向から少しだけ（例えば、０．５～５度）加工面の側へ傾いた向きにする。
（第２の工具向き調節方法）
　第２の工具向き調節方法は、好ましくは、第１側面２１ａの法線が、半径方向位置によって変化する法線変化領域において、第１側面２１ａを切削する時に実行される。同様に、第２側面２１ｂの法線が、半径方向位置によって変化する法線変化領域において、第２側面２１ｂを切削する時に実行される。
　第２の工具向き調節方法では、第１実施形態の場合と同様に、第１側面２１ａの法線変化領域において、送り側面１７と素材５の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下、好ましくは、８５度以上、９５度以下になるように、切削工具１１の向きを制御しながら上述したステップＳ１３を行う。同様に、第２側面２１ｂの法線変化領域において、送り側面１７と素材５の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下、好ましくは、８５度以上、９５度以下になるように、切削工具１１の向きを制御しながら上述したステップＳ１４を行う。第２実施形態での第２の工具向き調節方法における他の点は、第１実施形態での第１の工具向き調節方法と同じである。
　これにより、第１実施形態の場合と同様に、第１側面２１ａまたは第２側面２１ｂの法線が、半径方向位置によって変化する場合でも、切削工具１１を交換することなく、素材５に作用する切削力Ｆを小さく抑えて第１側面２１ａまたは第２側面２１ｂを１回で切削できる。
　上述の本発明の第２実施形態による切削方法では、ステップＳ１３において、中心軸Ｃ１を中心に素材を回転させながら、切削工具を、素材に対し半径方向に所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ第１側面２１ａを切削し、ステップＳ１４において、中心軸Ｃ１を中心に素材を回転させながら、切削工具を素材に対し半径方向に所望の距離だけ送ることで、所望の距離だけ第２側面２１ｂを切削するといった具合に、中仕上加工を行わずにステップＳ１３とステップＳ１４を交互に繰り返すので、残っている取り代５ａで切削力Ｆを支持することができる。
　すなわち、ステップＳ１３を行う時の切削力Ｆは、第２側面２１ｂ側に残っている取り代５ａにより支持され、ステップＳ１４を行う時の切削力Ｆは、第１側面２１ａ側に残っている取り代５ａにより支持される。これにより、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動や変形を生じさせずに仕上げ旋削ができる。その結果、周方向に関して一定の薄い肉厚を持つフランジ２１を得ることができ、高精度な薄肉部材を製作できる。
　なお上述した第１実施形態または第２実施形態における薄肉部材３は、回転体でなくてもよい。
　また上述の第２実施形態では、薄肉部材３のフランジ２１は、外周面３ｂから半径方向に延びている外フランジであったが、薄肉部材３のフランジ２１は、図１５のように、内周面３ａから半径方向に延びている内フランジであってもよい。この場合にも、第２実施形態の切削方法を適用できる。なお、この場合、切削工具の送り方向は、中心軸Ｃ１側にあるフランジ２１の内周端からフランジ２１の外周端（フランジ２１と内周面３ａとの結合位置）へ向かう半径方向であり、他の点は上述した第２実施形態と同じであってよい。
　なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。例えば、下記の他の実施形態Ａ～Ｄを単独でまたは組み合わせて採用してもよい。
［他の実施形態Ａ］
　上述の第１実施形態では、ステップＳ３、Ｓ４を交互に繰り返したが、ステップＳ３、Ｓ４を同時に行ってもよい。即ち、中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させている時に、切削工具１１を、素材５に対して中心軸Ｃ１の一端側から他端側に送ることで内周面３ａを切削するステップＳ３と、別であるが前記と同様の切削工具１１を、素材５に対して中心軸Ｃ１の一端側から他端側に送ることで外周面３ｂを切削するステップＳ４とを同時に行う。これによっても、内周面３ａを切削する時の切削力は、外周面３ｂ側に残っている取り代５ａで支持され、外周面３ｂを切削する時の切削力は、内周面３ａ側に残っている取り代５ａで支持される。従って、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動を発生させることなく薄肉部材３を切削できる。この場合、他の点は、第１実施形態と同じであってよい。
［他の実施形態Ｂ］
　上述の第２実施形態では、ステップＳ１３、Ｓ１４を交互に繰り返したが、ステップＳ１３、Ｓ１４を同時に行ってもよい。即ち、中心軸Ｃ１を中心に素材５を回転させている時に、切削工具１１を、素材５に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ送ることで第１側面２１ａを切削するステップＳ１３と、別であるが前記と同様の切削工具１１を、素材５に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ送ることで第２側面２１ｂを切削するステップＳ１４とを同時に行う。これによっても、第１側面２１ａを切削する時の切削力は、第２側面２１ｂ側に残っている取り代５ａで支持され、第２側面２１ｂを切削する時の切削力は、第１側面２１ａ側に残っている取り代５ａで支持される。従って、ビビリ振動防止用の保持具を使用せずに、ビビリ振動を発生させることなく薄肉部材３を切削できる。この場合、他の点は、第２実施形態と同じであってよい。
［他の実施形態Ｃ］
　上述の第１実施形態では、中間加工されていない素材５に対してステップＳ３、Ｓ４を行ったが、中間加工（即ち、中仕上げ旋削）された素材５に対しステップＳ３、Ｓ４を行ってもよい。この場合、例えば、上述のステップＳ１において、中間加工された素材５を準備する。また、この場合、他の点は、第１実施形態と同じであってよい。
［他の実施形態Ｄ］
　同様に、上述の第２実施形態では、中間加工されていない素材５に対してステップＳ１３、Ｓ１４を行ったが、中間加工（即ち、中仕上げ旋削）された素材５に対しステップＳ１３、Ｓ１４を行ってもよい。この場合、例えば、上述のステップＳ１１において、中間加工された素材５を準備する。また、この場合、他の点は、第２実施形態と同じであってよい。

Claims (9)

  1. 　薄肉部材の切削方法であって、
    　前記薄肉部材は、その中心軸と平行な方向の所定範囲にわたって内周面と外周面を有し、
    （Ａ）前記薄肉部材に対して取り代がある素材を準備し、
    （Ｂ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、切削工具を、前記素材に対して前記中心軸の一端側から他端側へ前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記内周面を切削し、
    （Ｃ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、前記切削工具を、前記素材に対して前記中心軸の一端側から他端側へ前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記外周面を切削し、
    （Ｄ）前記（Ｂ）と（Ｃ）を交互に繰り返すことで、前記所定範囲にわたって前記内周面と外周面を仕上げ、
    　前記（Ａ）の後、前記（Ｂ）、（Ｃ）の順で、または、前記（Ｃ）、（Ｂ）の順で、前記（Ｄ）を行う、ことを特徴とする薄肉部材の切削方法。
  2. 　前記（Ｂ）において、前記外周面側における未切削領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ中心軸と平行な方向に進入した位置まで、前記切削工具を中心軸の一端側から他端側へ送り、
    　前記（Ｃ）において、前記内周面側における未切削領域内へ前記所望の距離以内の距離だけ中心軸と平行な方向に進入した位置まで、前記切削工具を中心軸の一端側から他端側へ送る、ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉部材の切削方法。
  3. 　薄肉部材の切削方法であって、
    　前記薄肉部材は、その中心軸と平行な方向の所定範囲にわたって内周面と外周面を有し、
    （Ａ）前記薄肉部材に対して取り代がある素材を準備し、
    （Ｂ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、切削工具を、前記素材に対して前記中心軸の一端側から他端側へ送ることで、前記内周面を切削し、
    （Ｃ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、前記切削工具を、前記素材に対して前記中心軸の一端側から他端側へ送ることで、前記外周面を切削し、
    （Ｄ）前記（Ｂ）と（Ｃ）を同時に行うことで、前記所定範囲にわたって前記内周面と外周面を仕上げる、ことを特徴とする薄肉部材の切削方法。
  4. 　薄肉部材の切削方法であって、
    　前記薄肉部材は、中心軸に対する外周面と内周面の少なくともいずれかを有するとともに、この外周面または内周面から半径方向外側または内側に延びるフランジを有し、このフランジは、前記半径方向の所定範囲にわたって、中心軸と平行な方向の一方側を向く第１側面と、中心軸と平行な方向の他方側を向く第２側面と、を有し、
    （Ａ）前記フランジに対して取り代がある素材を準備し、
    （Ｂ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、切削工具を、前記素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ、前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記第１側面を切削し、
    （Ｃ）前記素材を前記中心軸を中心に回転させながら、前記切削工具を、前記素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ、前記所定範囲以内の所望の距離だけ送ることで、該所望の距離だけ前記第２側面を切削し、
    （Ｄ）前記（Ｂ）と（Ｃ）を交互に繰り返すことで、フランジの前記所定範囲にわたって前記第１側面と第２側面とを仕上げ、
    　前記（Ａ）の後、前記（Ｂ）、（Ｃ）の順で、または、前記（Ｃ）、（Ｂ）の順で、前記（Ｄ）を行う、ことを特徴とする薄肉部材の切削方法。
  5. 　薄肉部材の切削方法であって、
    　前記薄肉部材は、中心軸に対する外周面と内周面の少なくともいずれかを有するとともに、この外周面または内周面から半径方向外側または内側に延びるフランジを有し、このフランジは、前記半径方向の所定範囲にわたって、中心軸と平行な方向の一方側を向く第１側面と、中心軸と平行な方向の他方側を向く第２側面と、を有し、
    （Ａ）前記フランジに対して取り代がある素材を準備し、
    （Ｂ）前記中心軸を中心に前記素材を回転させながら、切削工具を、前記素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ送ることで前記第１側面を切削し、
    （Ｃ）前記素材を前記中心軸を中心に回転させながら、前記切削工具を、前記素材に対し、半径方向外側から半径方向内側へ、または、半径方向内側から半径方向外側へ送ることで前記第２側面を切削し、
    （Ｄ）前記（Ｂ）と（Ｃ）を同時に行うことで、フランジの前記所定範囲にわたって前記第１側面と第２側面とを仕上げる、ことを特徴とする薄肉部材の切削方法。
  6. 　前記切削工具の切り刃は、前記切削工具の送り方向の側を向く送り側面と、素材の加工面の側を向く素材側面とを有し、
    　前記送り側面の向きを、前記切削工具の送り方向から前記加工面の側へ少し傾いた向きにした状態で、前記（Ｂ）および（Ｃ）を行う、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の薄肉部材の切削方法。
  7. 　前記切削工具の切り刃は、前記切削工具の送り方向の側を向く送り側面を有し、
    　前記内周面または外周面の法線の向きが、軸方向位置によって変化する法線変化領域において、前記送り側面と前記素材の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下になるように、前記切削工具の向きを制御しながら、前記（Ｂ）または（Ｃ）を行う、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の薄肉部材の切削方法。
  8. 　前記切削工具の切り刃は、前記切削工具の送り方向の側を向く送り側面を有し、
    　前記第１側面または第２側面の法線の向きが、半径方向位置によって変化する法線変化領域において、前記送り側面と前記素材の加工面とのなす角度が８０度以上、１００度以下になるように、前記切削工具の向きを制御しながら、前記（Ｂ）または（Ｃ）を行う、ことを特徴とする請求項４または５に記載の薄肉部材の切削方法。
  9. 　旋削する面と反対の面とで取り代の厚さが異なる場合に、取り代の厚さが薄い面を先に旋削する、ことを特徴とする請求項４または５に記載の薄肉部材の切削方法。
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