JPH088063Y2 - ベルト研摩機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、硬質部材を簡易に且つ高精度に研摩加工し
て得るベルト研摩機に関し、特に、蒸気タービン機関及
びガスタービン機関の動翼を研摩仕上げするのに好適な
ものである。

〈従来の技術〉 従来より、蒸気タービン機関やガスタービン機関を構
成する動翼の翼頂部は、円弧状のタービンケーシングと
の間に所定の隙間を保持するべく、タービンロータの軸
心を中心とした円弧状であって高精度な形状に形成さ
れ、仕上げられていた。

このような加工を可能とする加工機には、例えば、数
値制御されて加工するワイヤカット放電加工機が最新の
技術として知られている。このワイヤカット放電加工機
は直径0.1mmから0.3mmのワイヤと被加工物とをそれぞれ
電極とすると共に、このワイヤと被加工物との間で火花
放電を繰り返し行わして加工するものである。すなわ
ち、放電によって、被加工物表面を微小量ずつ除去して
切断加工を行うものであり、被加工物が加工液に浸漬さ
れつつ、被加工物または、ワイヤが数値制御により、情
報入力テープに従って移動して、被加工物表面に所定の
円弧状の軌跡が描かれ、被加工物が加工されるものであ
る。

〈考案が解決しようとする課題〉 前述のワイヤカット放電加工は、他の加工方式に比較
して加工エネルギが小さいため、加工の際の工程数が多
く、また、工期が長いことが欠点となっている。例え
ば、10万KW（キロワット）級のガスタービン機関に用い
られる動翼では、１枚の動翼の加工に120時間必要とな
り、複数台のワイヤ放電加工機を用いることによって
も、ガスタービン機関製造に際しての工期短縮化を困難
とする最大の要因となっている。

〈課題を解決するための手段〉 本考案によるベルト研摩機は架台に取付けられ且つこ
の架台上で互いに同一平面内で直交する２軸自由度の動
作を可能とする摺動部と、この摺動部に取付けられ且つ
前記架台に対して任意の傾斜角度で固定可能なテーブル
と、このテーブルに載置されて被加工物を保持するチャ
ックユニットと、前記被加工物と対向して前記架台に取
付けられるコンタクトホイールに巻き掛けられて前記被
加工物を研摩する研摩ベルトと、前記架台に取付けられ
且つ前記被加工物の仕上げ形状に対応した形状の倣いゲ
ージと、前記テーブルに取付けられ且つ前記被加工物を
前記コンタクトホイールに押圧すると共にこの倣いゲー
ジの形状に従って前記テーブルを移動させる作動ハンド
ルとから構成されることを特徴とするものである。

〈作用〉 架台に対して、テーブルを傾斜して任意の角度に設定
した後、摺動部により移動可能に支持されるテーブルが
倣いゲージに従いつつ、作動ハンドルの移動に伴い移動
される。この結果、テーブルにチャックユニットを介し
て取付けられる被加工物がコンタクトホイールに押し当
てられて、任意の形状に研摩ベルトで研摩加工される。

〈実施例〉 本考案のベルト研摩機に係る一実施例を第１図から第
３図に示し、これらの図に基づき本実施例を説明する。

尚、本実施例では、ガスタービン機関を構成する動翼
を被加工物とし、この動翼の翼頂部を加工する動作を第
１図に示している。

第１図に示すように、ベルト研摩機１の架台である支
持台51には、移動台52が第１図上、Ｘ軸方向に移動自在
となるようにリニアベアリングを用いたリニアガイドレ
ール10を介して支持されており、移動台52には、ワーク
テーブル53がＸ軸と交差する方向である第１図上、Ｚ軸
方向に移動自在となるようにリニアガイドレール11を介
して支持されている。従って、これらリニアガイドレー
ル10,11等により摺動部が構成される。ワークターブル5
3には、第１図上、右側寄りである前端側に位置するヒ
ンジ９を中心として角度αを変動するように傾斜すると
共に、周囲に沿って作動ハンドル８が一体に形成された
テーブル７が支持されており、テーブル７には、テーブ
ル７と摺動して移動するためのスライド部60を介してチ
ャックユニット６が支持されている。このチャックユニ
ット６には動翼５の基端側Ｂが支持されており、また、
作動ハンドル８は、手動でテーブル７を移動するように
図示しない作業員により把持されている。

一方、前記移動台52の後端側にはねじ軸18が取付けら
れており、ねじ軸18に連結して、このねじ軸18を回転す
るハンドル19が移動台52に取付けられている。ねじ軸18
には、ねじ軸18に螺合すると共にハンドル19の回転によ
り、ねじ軸18に沿って移動する連結部材20が取付けられ
ている。連結部材20には、レバー21の一端側が回転自在
に連結されており、このレバー21の他端側は、テーブル
７に回動自在に連結されている。

さらに、ワークテーブル53には、支持レバー22が回動
自在に連結されており、支持レバー22の先端側には、長
穴22aが形成されている。そして、この長穴22aを貫通し
テーブル７に螺合するセットボルト23により、支持レバ
ー22とテーブル７とが締結され、連結している。

他方、ワークテーブル53上には、前端部にアイドルロ
ーラである図示しないローラを支持した倣いローラユニ
ット12が取付けられており、倣いローラユニット12の前
端側は、支持台51に固定された取付具54に支持される倣
いゲージ13に対向するように、取付けられている。尚、
倣いゲージ13は、動翼５を曲面形状に加工するための円
弧を端部に形成した板ゲージであり、この端部に倣いロ
ーラユニット12のローラが当接し得ることになる。

同じくこの支持台51に取付けられた研摩ベルト駆動機
構57は、電動機２によりベルト55を介して駆動回転され
るプーリ56を有しており、研摩ベルト３はプーリ56に巻
き掛けられている。動翼５の先端側Ａと対向する研摩ベ
ルト駆動機構57の位置には、コンタクトホイール４が回
転自在に取付けられており、コンタクトホイール41に
は、研摩ベルト３の一端が巻き掛けられている。

また、支持台51には、定盤であるグラナイトコンパレ
ータスタンド15が取付けられており、スタンド15には動
翼のＸ軸及びＺ軸方向の移動あるいは、角度αの変動に
対応する３つのダイヤルゲージが取付けられており、３
つのダイヤルゲージの内の一つのダイヤルゲージ14が図
示されている。従って、これらグラナイトコンパレータ
スタンド15及びダイヤルゲージ14等で計測ユニット16を
構成している。

さらに、支持台51の両端部にはＸ軸方向の移動台52の
動きを一定範囲に制限するためのストッパブラケット17
が取付けられており、移動台52の両端部には、Ｚ軸方向
のワークテーブル53の動きを一定範囲に制限するための
図示しないストッパブラケットが取付けられている。

以上に記載したベルト研摩ベルト機１による動翼５の
研摩加工を以下に説明する。

まず、セットボルト23をゆるめた状態で、ハンドル19
を回すことによってねじ軸18を回転し、連結部材20及び
レバー21を介してテーブル７の後端側をワークテーブル
53に対して押し上げる。これに伴い、支持レバー22の長
穴22a内をセットボルト23が相対的に移動し、結果とし
て、テーブル７の傾斜角度αが任意に設定される。さら
に、角度αの設定後にセットボルト23をねじ止めして、
角度αが加工中に変動しないようにする。

この後、手動により作動ハンドル８をＸ軸方向に繰返
して往復動することにより、動翼５がこれに伴って往復
動する。このため、電動機２により駆動回転される研摩
ベルト３を巻き掛けたコンタクトホイール４に、動翼５
が当接して、動翼５の表面が研摩加工される。この時、
リニアガイドレール11により移動される倣いローラユニ
ット12を倣いゲージ13に入力で当接しつつ、移動台52が
リニアガイドレール10の摺動によりＸ軸方向に往復動す
るため、倣いゲージ13の形状に沿った任意の形状に動翼
５が研摩加工される。

すなわち、第２図に示すように、傾斜角度αだけテー
ブル７を旋回することにより動翼５の翼頂部が傾いて研
摩され、また、第３図に示すように、倣いゲージ13の円
弧と合致すると共に動翼５の翼頂部として必要な所定の
曲率半径Ｒを形成するように研摩される。この結果必要
とする３次元曲面に動翼５の表面を形成することができ
る。

尚、研摩加工量は、前記計測ユニット16によって遂次
表示され、その量を知り得ることができ、適切な加工量
を把握することができる。

また、本実施例では、加工対象部を動翼５の翼頂部と
したが、動翼５の側面部を研摩加工することとしてもよ
く、さらに、動翼５以外のものを被加工物としてもよ
い。

〈考案の効果〉 本考案のベルト研摩機によれば、３次元的表面形状を
なしうる加工を短時間で精度よく行うことが通常の加工
では困難な、非常に表面が硬い部材であっても、加工可
能となった。

例えば、コバルト基超硬合金で形成されるガスタービ
ン機関動翼の円弧状翼頂部の精密仕上げを、従来用いら
れていたワイヤカット放電加工で行うと、120時間要す
るが、本考案のベルト研摩機によれば、８時間で加工可
能となり、その加工精度はワイヤカット放電加工による
加工精度と同等あるいは同等以上であった。

従って、ガスタービン機関の製造に当たっての工期の
短縮が可能となり、短納期化の要請にこたえることが出
来るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のベルト研摩機に係る一実施例の斜視
図、第２図は第１図のベルト研摩機により加工された動
翼の翼頂部側面図、第３図は第２図に示された動翼の翼
頂部正面図である。 図面中、 １はベルト研摩機、３は研摩ベルト、４はコンタクトホ
イール、５は動翼、６はチャックユニット、７はテーブ
ル、８は作動ハンドル、10,11はリニアガイドレール、1
3は倣いゲージ、16は計測ユニット、51は支持台、52は
移動台、53はワークテーブルである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】架台に取付けられ且つこの架台上で互いに
   同一平面内で直交する２軸自由度の動作を可能とする摺
   動部と、この摺動部に取付けられ且つ前記架台に対して
   任意の傾斜角度で固定可能なテーブルと、このテーブル
   に載置されて被加工物を保持するチャックユニットと、
   前記被加工物と対向して前記架台に取付けられるコンタ
   クトホイールに巻き掛けられて前記被加工物を研摩する
   研摩ベルトと、前記架台に取付けられ且つ前記被加工物
   の仕上げ形状に対応した形状の倣いゲージと、前記テー
   ブルに取付けられ且つ前記被加工物を前記コンタクトホ
   イールに押圧すると共にこの倣いゲージの形状に従って
   前記テーブルを移動させる作動ハンドルとから構成され
   ることを特徴とするベルト研摩機。