JPH09234617A - 弧状の溝を製作する方法及びそのための沈めフライス - Google Patents

弧状の溝を製作する方法及びそのための沈めフライス

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JPH09234617A
JPH09234617A JP9042768A JP4276897A JPH09234617A JP H09234617 A JPH09234617 A JP H09234617A JP 9042768 A JP9042768 A JP 9042768A JP 4276897 A JP4276897 A JP 4276897A JP H09234617 A JPH09234617 A JP H09234617A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の成形フライスを用いた加工に必要な時
間に較べて著しく短縮された加工時間内で円弧状の溝が
加工されるようにすること。 【構成】 タービンロータにクリスマスツリー形横断面
を有する円弧状のロータ溝を製作するために、粗く成形
された円弧状の溝を開成したあとで、該溝内に侵入させ
られかつ溝の側面に側方に接近させられる吊鐘形の沈め
フライスが設けられ、この沈めフライスが鉢形の工具体
を有し、該工具体の底から個別の突起を有するリング状
の保持体区分が延びており、該突起が内側と外側とに、
オーバラップして溝の側面プロフィールを決定する反転
切削チップを保持していること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は弧状の溝、特に弧状
のロータ溝を例えばタービンロータを製作する場合に切
削により形成もしくは加工する方法並びに装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば蒸気タービンのために設けられる
前記形式のタービンロータは、ほぼ円筒形の基体を有
し、該基体に複数の円板状の円筒区分が構成されてい
る。これらの円板状の区分は外周に、互いに間隔をおい
た複数の溝をタービン羽根を受容するために備えてい
る。これらの溝の側面には溝長手方向に歯が付けられて
いる。したがって溝は横断面で見て、タービン羽根の足
の形状接続的な受容と確保とに役立ついわゆるクリスマ
スツリープロフィールを有している。この場合には長手
方向に延びるまっすぐな溝も、傾斜溝も円弧状の溝も公
知である。
【０００３】側方から見て円弧形のロータ溝を形成する
方法及び装置は専門論文「ゼネレータ及びタービンロー
タをフライス加工する方法と機械」Ing.(Grad)Siegfrie
d Neumann、特別印刷Ｎｏ．９ Koellmann Maschineu f
au GmbH,5602 Langenberg/Rhld.から公知である。円弧
溝の形成は円板状の円板区分を有する中間製品から行な
われる。溝の製作にはフライス機械が用いられる。この
フライス機械は軸方向に調節可能に支承された工具スピ
ンドルを有している。この場合、工具スピンドルの軸方
向は工作物の半径方向とほぼ合致しているかもしくは工
作物の半径方向に対してほぼ平行である。工具スピンド
ルにはいわゆる吊鐘形のフライスが固定されており、こ
の吊鐘形のフライスの工具体は軸方向に突出する縁を有
する円形の板の形を有している。前記縁を長手方向に切
断して見た輪郭は、切断エッジを保持する切断部材によ
って規定される。この切断部材は環状形で、粗削フライ
ス加工によって切削使用とする、当初粗く予備成形され
る溝の輪郭を決定する。前記輪郭は複数の方形から構成
され、吊鐘形のフライスの縁に向かって段階的に先細に
なっている。これはアンダカットを有しておらず、ただ
あらかじめ粗く輪郭決定された溝を開成する（粗削りす
る）ためだけに役立つ。
【０００４】溝に形を与えかつ仕上げ加工するために
は、円形フライス装置が設けられている。この円形フラ
イス装置はプロフィールシャフトフライスを円弧軌道上
の送りで溝に沿って案内する。シャフトフライスは形成
しようとする溝側面の形に相応するプロフィールを有し
ている。工作物（タービンロータ）の半径方向に関して
プロフィールシャフトフライスはアンダカット部を有し
ている。
【０００５】アンダカット部を形成するために必要な大
きなプロフィール深さ及び溝長さと合致する長いフライ
ス距離に基づき、シャフトフライスを用いたフライス加
工は長い加工時間を必要とする。これはタービンロータ
の周囲に沿って分配された溝の数が大きい場合には著し
い総加工時間をもたらす。この総加工時間は個々の例で
は１つの円周における溝のためだけでも明らかに５時間
以上になる。必要な機械時間が高いことはタービンロー
タの製作に際して高い生産コストをもたらす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これから出発して本発
明の課題は成形された弧状の溝を形成するために、加工
時間の短縮が可能である方法と装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は請求項１
の特徴を有する吊鐘形の沈めフライス並びに請求項１５
に記載したアンダカットされた弧状の溝を形成する方法
により解決された。
【０００８】請求項１による吊鐘形の沈めフライスはリ
ング状の保持体区分を有し、該保持体区分のチップ坐に
反転切削チップが保持されている。この場合、反転切削
チップで装備された保持体区分はその寸法から、反転切
削チップが工作物に接触することなしに、前削りされた
溝、すなわち開成された、アンダカットのない溝内へ導
入されるように定められている。距離が構成しようとす
るアンダカットの深さにほぼ相応している短い半径方向
の送り運動で、すべてのアンダカット部は同時にかつ最
短時間で形成可能である。したがって吊鐘形の沈めフラ
イスは従来の成形フライスを用いたフライス作業に較べ
てはっきりと短縮された加工時間を可能にする。従来の
成形フライス（シャフトフライス）が溝の長さに相応す
る送り運動で全成形深さをフライス削りしなければなら
ないのに対し、吊鐘形の沈めフライスは同じ材料量を短
い、側方の送り運動で切除することができる。吊鐘形の
沈めフライスのすべての切刃は工具が１回転するたびに
溝側面の全長に亙って案内される。この場合には切削効
率は高い。
【０００９】送り運動は吊鐘形の決めフライスの直線的
な側方運動である。この加工段階では公知技術において
必要であったような湾曲した送り運動の入力プログラミ
ングは不要である。
【００１０】吊鐘形の沈めフライスの切刃は個々に反転
切削チップに分散させられ、それらの相互のオーバラッ
プは、フライス削りしようとする輪郭を決定する。工具
体の保持体区分の外周に沿って反転切削チップを配置す
る場所が十分に存在することに基づき、反転切削チップ
で装備された吊鐘形の沈めフライスで比較的に狭い溝を
フライス削りすることも可能である。反転切削チップは
必要に応じて交換可能であるか又は他の位置で引続き使
用可能であるので工具費用に有利な影響が与えられる。
これと比較してシャフトフライスとして構成された成形
フライスは外周における制限されたスペース関係に基づ
き、ロータ溝にとって一般的である溝寸法では通常は反
転切削チップで装備することはできない。したがって成
形されたＨＳＳ−フライス（高出力迅速鋼）が使用され
ていたが、このＨＳＳ−フライスは摩滅した場合には全
体として研ぎ直しされなければならない。これに対し、
本発明の吊鐘形の沈めフライスを使用した場合にはＨＳ
Ｓ−フライスはアンダカットを付けて前フライス削りさ
れた溝の仕上げ加工に必要である。
【００１１】リング状の保持体区分は、発生する切子を
受容し溝から導出するために役立つ切欠き列によって中
断されていることができる。リング状の保持体区分にお
いて切欠きの間に残っている軸方向に突出する部分は、
切削しようとする溝に相応して成形されかつ反転切削チ
ップを受容するためにチップ坐を保持する突起部を形成
する。これらの突起部は吊鐘形の沈めフライスを送った
場合に主として周方向に負荷されるがある程度は半径方
向にも負荷される。寸法は突起の厚さが半径方向では周
方向よりも小さいことで前記負荷を考慮している。保持
体区分を補助するためには、突起と大きさがほぼ合致す
る切欠きは個々の突起の間に突起を互いに結合するウエ
ブが残るように成形されている。
【００１２】有利であることは、反転切削チップを保持
するための固定手段が、反転切削チップが接線方向に配
置されている場合に自由面側から接近可能である、解離
可能な固定手段である。これは外周に対して横方向に位
置しかつ軸方向との間に鋭角を成す接近方向である。こ
の場合には反転切削チップの場所交換と取り替えは特に
簡単に可能である。
【００１３】通常の如く長手中心平面に関して対称的に
成形された溝を形成するためには、関連しあう２つの吊
鐘形の沈めフライスが設けられており、その１つが反転
切削チップをリング状の保持体区分の内周側に保持しか
つ他方の吊鐘形の沈めフライスがリング状の保持体区分
の外周側に反転切削チップを備えていると有利である。
吊鐘形の沈めフライスは原理的には両側に、すなわち、
内側と外側との両方に反転切削チップを保持することが
できるが、関連しあう１つのセットを形成する２つの吊
鐘形の沈めフライスに分けることにより、リング状の保
持体区分（突起）を十分に厚く保つことができるように
なる。これは特に狭い溝を加工する場合に有意義であ
る。突起の半径方向の厚さは成形深さにだけ減少された
溝幅よりも小さい。
【００１４】吊鐘形の沈めフライスに配置された反転切
削チップはグループを成して突起に沿って配置されてい
る。これによって反転切削チップの列は工具の周方向に
対して横方向にかつ工具の軸方向に対してほぼ平行にも
しくは鋭角を成して位置している。各突起は列あたり数
個（１つから４つ）の反転切削チップを有していると有
利である。これにより、個々の突起に作用する力は所定
の大きさに保たれる。
【００１５】従属請求項に記載した１列の反転切削チッ
プの切断エッジの配向は、切断力の軸方向に作用する成
分に関する力補償をもたらす。切断力が前述の如く少な
くとも部分的に補償される結果、これを１つの突起内で
補償しかつ工具もしくは工具スピンドルを介して導出さ
せられる必要がなくなる。これは加工精度に良い影響を
及ぼす。
【００１６】１つの完全な切刃に所属する反転切削チッ
プは複数の突起に分けられ、全部で例えば２つの完全な
切刃だけが構成されるようになっていると有利である。
それでも、吊鐘形の沈めフライスの回転あたり２つの完
全な切刃が溝の全長に亙って切削案内されるので、高い
加工速度が達成される。送り運動は数ミリメートルにし
かならない。したがって溝プロフィールを切削するため
には１分よりも明らかに短い工程時間しか必要とされな
い。タービンロータの外周に分配された例えば５０の弧
状の溝の５時間を越える加工に対し、加工時間を全部で
半時間よりも短い時間に短縮することが可能である。実
験によれば９０％を越える加工時間の節減が達成され
る。
【００１７】方法に関する他の請求項は吊鐘形沈めフラ
イスとの関連で前述の利点をもたらす。
【００１８】
【実施例】図１にはタービンロータ１が概略的に示され
ている。このタービンロータ１は軸方向に互いに間隔を
おいた複数の円板状の区分２ａから２ｆを有している。
区分２ｂから２ｅまではまっすぐに構成された溝を有し
ているが、区分２ａと２ｆは円弧状に湾曲させられた溝
３ａ，３ｂを備えている。溝３ａ，３ｂは横断面で見て
図１の下部に別個に概略的に示したクリスマスツリープ
ロフィールを有し、タービン羽根を保持しかつ固定する
ために役立つ。溝３（３ａ，３ｂ）は互いに向き合った
側面４，５に長手方向に延びるウエブを有し、該ウエブ
の間に切欠きが規定されている。
【００１９】図１に示された成形された溝３を、当初所
望の目標寸法に関し統一的な下寸法で形成するためには
図２に概略的に示されたフライス盤７が用いられる。こ
のフライス盤７は軸方向で、すなわちタービンロータ１
に向かう方向にかつタービンロータ１から離れる方向に
移動可能なスピンドル心押し台８を有している。このス
ピンドル心押し台８は有利には水平に位置する、回転軸
線９を中心として回転可能なフライススピンドル１０に
吊鐘形の沈めフライス１１を保持している。この吊鐘形
の沈めフライス１１は図３に特別に示してある。
【００２０】吊鐘形の沈めフライス１１はほぼ鉢形の工
具体１２を有し、工具体１２はほぼ平らな底１３を有
し、この底１３からはリング状の保持体区分１４として
構成された縁が軸方向に延びている。この縁は回転軸９
に対して同軸に配置されている。
【００２１】保持体区分１４には半径方向内方、外方及
び軸方向で底１３から離れるように開放した切欠き１５
（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ′″）が周方向で互いに間隔
をおいて構成されている。したがって切欠きの間には互
いに同じ大きさを有する、底１３から離れる方向に軸方
向に延びる突起１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ′″）が
構成されている。この場合、隣り合った突起はそれぞれ
ウエブ１７を介して互いに結合されている。これらのウ
エブ１７は各切欠き１５を半径方向外方へ向かって少な
くとも部分的に覆っている。軸方向でのウエブ１７の高
さは互いに同じ大きさの突起１６の高さよりも小さい。
【００２２】突起は半径方向で外側に位置する側で軸方
向でアンダカットなしで段付けされて構成されているの
に対し、突起はそれぞれ半径方向内側にある側では、図
１に示された溝３の側面プロフィールに相応して成形さ
れている。外側にある側は段部１８を有し、これらの段
部１８は区別のために図４ではそれぞれ、アルファベッ
ト符号ａからｄを有している。段部はそれぞれ円筒の周
面を描く軸方向の面と円錐外套の上にある傾斜肩部とに
よって形成されている。段部１８は吊鐘形の沈めフライ
スが溝３の側面４に接触することなく、中心からそれ
て、アンダカットなしで開放した溝に軸方向で走入され
得るように構成されている。
【００２３】突起１６は成形された側（内側）にチップ
坐１９を備えている。このチップ坐１９において反転切
削チップ２１が保持される。内側は形成しようとするア
ンダカットの数（５）に相応する、個々に軸方向内方へ
突出する、周方向に延びるリブ２０（２０ａから２０
ｅ）を有している。チップ坐１９はリブ２０に設けられ
ている。この場合、１つの切刃の、周方向で相前後して
位置するすべてのリブ２０の上では２つのチップ坐が省
略されている。この場合、１つの切刃は切断エッジが周
方向で相互に投影されて溝側面の輪郭を完全に決定する
反転切削チップのグループにより規定されている。
【００２４】反転切削チップは通常は直方体として、す
なわち平面図で見て四角形に構成されている。この場
合、端末の反転切削チップ２１′はこの形とは異なって
構成されていることができる。反転切削チップ２１，２
１′は接線方向に配置されている。すなわち反転切削チ
ップ２１，２１′は支持面がほぼ周方向に位置している
チップ坐１９の上に着座させられている。固定ねじ２４
は反転切削チップ２１をその中心開口において貫き、チ
ップ坐１９に構成されたねじ孔内にねじ込まれている。
【００２５】図３に示された吊鐘形の沈めフライス１１
はそれぞれ５つの突起１６の上に分割された全部で４つ
の切刃を有している。これは第１の突起グループ１６の
反転切削チップ２１がそれぞれアクティブな切断エッジ
で側面５の所望の輪郭を完全に規定することを意味して
いる。この場合には各反転切削チップ２１においてはた
だ１つの切断エッジだけがアクティブである。４つの完
全な切刃を有する吊鐘形の沈めフライスは前記の如き突
起グループを４つ有している。必要な場合には切刃の数
をより大きく又はより小さく決定することもできる。
【００２６】１つの切刃に所属する個々の反転切削チッ
プの位置を示すためには反転切削チップは図４において
は周囲に沿って図平面に投影されて示されている。この
場合には反転切削チップ２１により規定された完全な切
刃は全部で５のアンダカットを矢印２５により示した軸
方向に関して規定している。溝３の側面５におけるアン
ダカットを構成するため設けられた反転切削チップは端
末の反転切削チップを除いてほぼ直方体形に構成されて
いる。この場合、相応のチップ坐１９は周方向に位置し
て半径線（矢印２６）に対して統一的に傾斜させられて
いる。相応して固定ねじ２４は工具体１２の内側から接
近可能である。
【００２７】端末の反転切削チップ２１′は近似的に３
角形である横断面を有している。付加的には内側にある
反転切削チップ２１″が設けられている。この反転切削
チップ２１″は溝３の縁を加工するために役立つ。
【００２８】吊鐘形の沈めフライス１１の輪郭はその内
側においって反転切削チップ２１，２１′，２１″によ
り規定されているのに対し、外周面においては突起１６
の外側によって規定される。この場合には吊鐘形の沈め
フライス１１のプロフィールはアンダカットを有してい
ない。突起１６によって形成されたリング状の保持体区
分１４は突起１６の長さに亙って軸方向（矢印２５）に
階段状に先細になっている。この場合、階段状の構成
は、吊鐘形の沈めフライス１１が反転切削チップで装備
された突起１６で、図４に破線で示された、あらかじめ
製作された溝３内へ、該溝３の側面４，５に接触するこ
となしに走入可能であるように選ばれている。この場合
には対応する溝側面５に接触する切刃並びに突起１６の
外周面と溝側面４との間の間隔２７に関して付加的な寸
法設定が必要である。この付加的な空間は突起１６が軸
方向（矢印２５）で、溝側面に接することなく溝３内に
侵入することを可能にする。
【００２９】外側に反転切削チップ２１，２１′，２
１″で装備された完全な吊鐘形の沈めフライス１１′は
図５に示されている。この吊鐘形の沈めフライス１１′
の保持体区分１４は図５において一点鎖線で記入され
た、円弧状に湾曲された溝３の長手中心平面２８に対し
て対称的に構成されている。反転切削チップ２１，２
１′，２１″並びにチップ先端の構成と配置とに関して
は吊鐘形の沈めフライス１１（図４）について成した記
述が当嵌まる。同様に、図６ａから図６ｅまで並びに図
７に裏付けられる吊鐘形の沈めフライス１１′の反転切
削チップ２１，２１′，２１″の配置についての記述
は、内側に配置された反転切削チップ２１，２１′，２
１″を有する吊鐘形の沈めフライス１１にも当嵌まる。
【００３０】図６が示すように、１つの完全な切刃に所
属する反転切削チップ２１，２１′，２１″は全部で５
の突起１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅの上に
分割されている。これらの突起１６ａ，１６ｂ，１６
ｃ，１６ｄ，１６ｅは保持体区分１４の周方向に連続す
る突起である。突起１６ａは全部で４つの切削チップを
保持している。これらの切削チップは溝縁を加工するた
めの直方体形の反転切削チップ２１″ａと、溝縁にもっ
とも近く位置しているアンダカットを形成もしくは加工
するための第１の反転切削チップ２１１ａと、側面４の
次の次のアンダカットを形成するための反転切削チップ
２１３ａと、溝底にもっとも近く位置するアンダカット
を形成するための、横断面で見てほぼ３角形である反転
切削チップ２１′ａである。
【００３１】反転切削チップ２１１ａと反転切削チップ
２１３ａとの間の間隔は反転切削チップ２１３ａと反転
切削チップ２１′ａとの間の間隔にほぼ合致している。
前述の切削チップの間にはチップ坐も切削チップも配置
されていないそれぞれ１つのチップ位置が空いている。
【００３２】回転方向で続く突起１６ｂは図６ｂに示さ
れている。この突起１６ｂは溝縁を加工するための直方
体形の反転切削チップ２１″ｂと溝縁から見て第２のア
ンダカットと第４のアンダカットを加工するための２つ
の別の反転切削チップ２１２ｂ，２１４ｂを保持してい
る。この場合にも個々の切削チップの間には１つのチッ
プ位置が明けられており、切削チップの間の間隔は互い
にほぼ等しい。
【００３３】さらに反転切削チップ２１２ｂ，２１４ｂ
は先行する突起１６ａの反転切削チップ２１１ａ，２１
３ａ，２１′ａに対し間隙を有していることが判る。
【００３４】これは溝縁から見て第１、第３及び第５の
溝を加工するための反転切削チップを保持する次の突起
１６ｃに関係しても当嵌まる。隣り合う切削チップの間
の間隔は、この突起１６ｃにおいても、次の突起１６ｄ
（図６ｄ）の場合のように統一的に規定されている。突
起１６ｄは３つの反転切削チップ２１″ｄ，２１２ｄ，
２１４ｄを有している。反転切削チップ２１″ｄは溝縁
を加工するために役立つのに対し、反転切削チップ２１
２ｄ，２１４ｄは第２と第４のアンダカットを加工する
ために設けられ、先行する突起１６ｃの反転切削チップ
２１１ｃ，２１３ｃ，２１′ｃに対し間隔を有してい
る。
【００３５】これは原則的には第１の切欠きへの移行部
において溝縁を加工するための１つの反転切削チップ２
１″ｅと端末に、ほぼ平らに構成された、溝底を加工す
るための１つの反転切削チップ２１５しか保持していな
い次の突起１６ｅにも当嵌まる。
【００３６】形成しようとするアンダカットに関して
は、第１及び第３の突起１６ａ，１６ｃは第１、第３及
び第５のアンダカットを加工するのに対し、第２及び第
４の突起１６ｂ，１６ｄは第２及び第４のアンダカット
を加工する。この場合には各アンダカットは互いにオー
バラップする２つの切削チップにより構成される。この
場合には、先行する反転切削チップ２１１ａは溝底に向
かって位置する切断エッジ２１１Ａでアクティブである
のに対し、配属された後行する反転切削チップ２１１ｃ
は溝底から離反する切断エッジ２１１Ｃでアクティブで
ある。
【００３７】前記関係は第３のアンダカットのための反
転切削チップ２１３ａ，２１３ｃの場合にはまさに反対
である。反転切削チップ２１３ａは溝底から離れて位置
している切断エッジ２１３Ａでアクティブであるのに対
し、反転切削チップ２１３ｃは溝底に向かって位置する
切断エッジ２１３Ｃでアクティブである。最後に反転切
削チップ２１′ａは底側の切断エッジ２１′Ａで切削す
るのに対し、反転切削チップ２１′ｃは溝底から離れる
切断エッジ２１′Ｃでアクティブである。これは前述の
３つの反転切削チップ２１１，２１３，２１′のいずれ
においても、各切削チップをわずかに軸方向にずらすこ
とによって達成される。例えば図７において図示した反
転切削チップ２１１ａ，２１１ｃ（チップ対２１１）を
参照されたい。両方の反転切削チップ２１１ａ，２１１
ｃはそれらの切断エッジ２１１Ａ，２１１Ｃの重なりを
示すために図平面に投影されている。各切削チップの１
つの切削エッジだけをそれぞれ用いることは反転切削チ
ップを相互にずらすこと（ｖ）で達成される。投影図で
は両方の切断エッジ２１１Ａ，２１１Ｃは、アンダカッ
トに最終的に望まれる形Ｆに対する統一的な下寸法を有
する輪郭を規定する。
【００３８】この関係は反転切削チップ２１３ａ，２１
３ｃ並びに反転切削チップ２１ａ，２１ｃにも当嵌ま
る。各突起１６ａ，１６ｃにおいてアクティブな切断エ
ッジがそれぞれ交互に配置されていることに基づき、す
なわち切断エッジ２１１Ａが下方へ向けられ、次の切断
エッジ２１３Ａが上方へ向けられ、次の切断エッジ２
１′Ａが再び下に向けられていることに基づき、各突起
において切削力の軸方向成分がほとんど補償されること
になる。これは切削精度に良い影響を及ぼす。１つの突
起の隣り合った切削チップの切断エッジの配置に対して
は一般的に、これらの切断エッジが半径方向内方又は外
方へ開く角度を形成し、この角度の２分割線がほぼ半径
方向に向けられていることが当嵌まる。
【００３９】前記の記述は突起１６ｂ，１６ｄに当嵌ま
る。反転切削チップ２１２ｂ，２１２ｄは第４のアンダ
カットを加工するためのチップ対２１２を形成する。こ
の場合、切断エッジ２１２Ｂは溝底に向かうように配向
されてかつ切断エッジ２１２Ｄは溝底から離れるように
配向されている。反対に切断エッジ２１４Ｂは溝底から
離れ、切断エッジ２１４Ｄは溝底に向かって配向されて
いる。
【００４０】タービンロータ内に弧状の溝３を加工もし
くは製作する場合には、前述の吊鐘形の沈めフライス１
１は次のように使用される。
【００４１】図８のＡ，Ｂに示された第１の作業段階に
おいては、図８のＡに概略的に示された、自体公知の吊
鐘形フライス１１０が矢印２５によって示された軸方向
でタービンロータ１の区分２ａに向かって動かされる。
回転軸線９（図２）を中心として回転する吊鐘形フライ
ス１１０は鉢形の工具体１２０のリング状の保持体区分
１４０において、内側にも外側にも反転切削チップを有
している。これらの反転切削チップは階段状に先細にな
ったプロフィールを決定する。所望される溝３の深さに
ほぼ相応する軸方向の送りのあとで、溝３はまず階段状
に先細になった、アンダカットのない輪郭で開成される
（図８のＢ参照）。
【００４２】溝３が粗削りフライス過程で粗く開成され
たあとで、図９のＡに概略化して示した吊鐘形の沈めフ
ライス１１′が使用される。この場合には吊鐘形の沈め
フライス１１′はあらかじめ開成された溝３内へ侵入運
動で走入せしめられる。この場合、吊鐘形の沈めフライ
ス１１′の回転軸９（図２）はほぼアンダカット深さだ
け、形成しようとする弧状の溝３の曲率中心点に対しず
らされているので、吊鐘形の沈めフライス１１′は壁又
は側面に接触することなく溝３へ侵入させられる。侵入
運動は矢印３１２で示されている。この侵入運動は図６
のｅに示された端末の反転切削チップ２１５が所望の深
さで、からかじめ粗く加工された溝底に突込まれると終
了する。
【００４３】前記運動には図９のＢに矢印３２に示され
ている送り運動が続く、いまやすべての反転切削チップ
２１，２１′，２１″（図５）が相応する溝側面に係合
する。この場合にはアンダカット深さに相応する短い送
り運動で、図９のＢに示された溝形が図７に示された精
度で形成される。側面４全体には所望の溝幅に対して一
定の下寸法を有するすべてのアンダカット構成される。
これに対し、溝底も反転切削チップ２１″により形成し
ようとする溝縁も、必要な形式で、所望の表面質を有す
る所定寸法に加工される。送り行程が終了すると吊鐘形
の沈めフライス１１′の回転軸９は、形成しようとする
溝の曲率中心点と合致する。したがって吊鐘形の沈めフ
ライス１１は溝３の曲率を決定する。
【００４４】送り運動はきわめて短く、吊鐘形の沈めフ
ライス１１′が回転するために、吊鐘形の沈めフライス
１１′の各切刃は溝３の全長に亙って一度案内される。
送り運動が短く、溝側面４が溝長さ全体に亙って同時に
加工されるためにきわめて短い加工時間が達成される。
【００４５】吊鐘形の沈めフライス１１′を溝３から外
へ出すためには、吊鐘形の沈めフライス１１′は、すべ
ての反転切削チップ２１，２１′，２１″が溝側面４の
アンダカットから外へ出るまで溝側面４から半径方向に
遠ざけられる。そのあとで吊鐘形の沈めフライス１１′
は、溝側面４に接触することなく、軸方向で溝３から取
出される。
【００４６】吊鐘形の沈めフライス１１′を溝３から取
り出したあとで、図１０のＡとＢとに示されているよう
に、吊鐘形の沈めフライス１１が偏心的に、すなわち溝
側面４，５に接触することなく溝３内へ走入させられ
る。次いで行なわれる、吊鐘形の沈めフライス１１の回
転軸線９（図２）が平行移動せしめられる、矢印３３の
方向での半径方向の送り運動に基づく沈め過程により、
溝３の溝側面５には図１０のＢに示された形が与えられ
る。加工時間及び加工質に関しては前述の記載内容が当
嵌まる。
【００４７】あらかじめこれまで加工された溝３は仕上
げ加工のための最後の作業段階で、両方の溝側面４，５
に同時に係合して溝３に沿って案内される成形フライス
で加工される。図７に示した下寸法Ｕに相当する、わず
かでかつ均一に切除される材料厚さに基づき、切削はわ
ずかにしか必要ではなく、大きな送りで移動させること
ができる。この場合、成形フライスは長いこと正しい寸
法を維持することになる。
【００４８】図１１には吊鐘形の沈めフライス１１″の
変化実施例が示されている。この沈めフライス１１″と
先に述べた吊鐘形の沈めフライス１１′，１１との相違
はチップ坐の構成と該チップ坐に保持された反転切削チ
ップの形状だけである。吊鐘形の沈めフライス１１′は
沈めフライス１１のように、図１１において重ねて投影
された個々の突起１６を有している。唯一の切刃に複数
の突起が所属している。この場合、各突起は１つから２
つ、最大４つの反転切削チップを保持している。個々に
はチップ坐（４０，４１，４２（ａからｅ））までは各
切削チップを接線方向に配置するために設けられてい
る。チップ坐は切削力を受け止めるために半径方向に向
けられた適当な支持面を有する、周方向に位置する接触
面を有している。
【００４９】アンダカットは横断面で見て各アンダカッ
トの形に相応する反転切削チップ２１０（ａからｉま
で）を用いて形成される。吊鐘形の沈めフライス１１，
１１′の先に記述した実施例で既に述べたように、反転
切削チップ２１０ｂから２１０ｊまでは切断エッジが互
いに軸方向（矢印２５）にずらされている反転切削チッ
プ対によって形成されている。これはほぼ図７に相応す
る図１２に示されている。図１２においては反転切削チ
ップ２１０ｂの切断エッジ２１０Ｂは溝底から離れて位
置している側でかつ反転切削チップ２１０ｃの切断エッ
ジ２１０Ｃは溝底に向かって位置する側で、それぞれ他
の反転切削チップを越えており、ひいてはアクティブで
ある。反転切削チップ２１０を種々異なる突起と種々異
なるアンダカットとに分割することに関しては、図６の
ａからｅまでに関連して成された記述が当嵌まる。
【００５０】特にタービンロータにクリスマスツリー形
横断面を有する円弧状のロータ溝を製作するためには、
粗く形成された円弧状の溝を開成したあとでこの溝に侵
入させられかつ側方に溝側面に向かって接近させられる
吊鐘形の沈めフライス１１，１１′，１１″が設けられ
ている。このような吊鐘形の沈めフライスは鉢形の工具
体１２を有し、この工具体１２の底１３からは個々の突
起１６を有するリング状の保持体区分１４が延びてい
る。突起１６は内側と外側に反転切削チップを保持し、
これらの反転切削チップはオーバラップして溝の側面プ
ロフィールを決定する。このような吊鐘形の沈めフライ
スは従来の成形フライスを用いた加工に必要な時間に較
べて著しく短縮された加工時間内で円弧状の溝を加工す
ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】タービンロータを該タービンロータに形成しよ
うとする弧状の溝と共に示した概略的な側面図。
【図２】前もって開成された弧状の溝を形成するための
吊鐘形の沈めフライスを有するフライス加工ユニットを
略示されたロータの端面と共に示した図。
【図３】図２の吊鐘形の沈めフライスの斜視図。
【図４】図３の吊鐘形の沈めフライスを概略的な部分縦
断面図で、１つの切刃に所属するすべての反転切削チッ
プを軸線と半径線とを含む平面に投影して示した図。
【図５】外周面において成形された吊鐘形の沈めフライ
スを概略的な縦断面図で、１つの切刃に所属するすべて
の反転切削チップを図平面に投影して示した図。
【図６】図６のａからｅまでは図５の吊鐘形の沈めフラ
イスを、反転切削チップを保持する突起の部分的な略示
断面図で示した図。
【図７】図３の吊鐘形の沈めフライスの、溝壁に長手方
向の切欠きをフライス削りする２つの協働する反転切削
チップが目標寸法に関連して調節される形態を概略的に
示した図。
【図８】図８の（Ａ）と（Ｂ）は適当に構成されたアン
ダカットのない吊鐘形の沈めフライスの軸方向送りによ
って、第１の作業ステップで行なわれる粗輪郭を有する
溝の切削を示した概略図。
【図９】図９の（Ａ）と（Ｂ）は図５の吊鐘形の沈めフ
ライスを用い第２の作業段階で行なわれる、両方の溝側
面の一方の所望される成形を概略的に示した図。
【図１０】図１０の（Ａ）と（Ｂ）は図４の吊鐘形の沈
めフライスを用いて行なわれる、向き合った溝側面の成
形を概略的に示した図。
【図１１】外側において成形された吊鐘形の沈めフライ
スの選択的な実施例を、完全な切刃に所属する反転切削
チップを図平面に投影して概略的に示した図。
【図１２】図１１に示された吊鐘形の沈めフライスの反
転切削チップを、切削しようとする溝プロフィールに関
して行なわれる調節を概略的に示した図。
【符号の説明】
１ タービンロータ、 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２
ｅ，２ｆ 円板状の区分、 ３，３ａ，３ｂ 溝、
４，５ 溝側面、 ７ フライス盤、 ８ スピンドル
台、 ９ 回転軸線、１０ フライススピンドル、 １
１ 吊鐘形の沈めフライス、 １２ 工具体、 １３
底、 １４ 保持体区分、 １５ 切欠き、１６ 突
起、 １７ ウエブ、 １８ 段部、 １９ チップ
坐、 ２０ リブ、 ２１ 反転切削チップ、 ２４
固定ねじ、 ２７ 間隔、 １１０ 吊鐘形フライス、
１２０ 工具体、 １４０ 保持体区分、 ２１０
反転切削チップ
フロントページの続き (72)発明者 ロルフ フォルマー ドイツ連邦共和国 テュービンゲン シェ リングシュトラーセ 51

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも区分的に円筒状である工作物
    （１）に弧状の溝（３）を切削加工する吊鐘形の沈めフ
    ライスであって、 回転軸線（９）に対して同軸的に配置されたリング状の
    保持体区分（１４）を有する工具体（１２）と、 前記保持体区分（１４）に構成されかつ反転切削チップ
    （２１，２１′，２１″）を受容しかつ保持するチップ
    坐（１９）及び固定手段（２４）と、を備え、 回転軸線（９）を中心として工具体（１２）が回転した
    場合に、反転切削チップ（２１，２１′，２１″）がそ
    のアクティブな切断エッジで、前記回転軸線（９）の方
    向に少なくとも１つのアンダカットを有する、前記回転
    軸線（９）に対して同軸である環状幾何学形を規定する
    ことを特徴とする、吊鐘形の沈めフライス。
  2. 【請求項２】 リング状の保持体区分（１４）が互いに
    間隔を有する一連の切欠き（１５）を有し、該切欠き
    （１５）の間に切削チップ（２１，２１′，２１″）を
    保持する突起（１６）が構成されている、請求項１記載
    の吊鐘形の沈めフライス。
  3. 【請求項３】 リング状の保持体区分（１４）が前記切
    欠き（１５）により中断されている、請求項１記載の吊
    鐘形の沈めフライス。
  4. 【請求項４】 前記突起（１６）と前記切欠き（１５）
    の大きさがほぼ合致している、請求項２記載の吊鐘形の
    沈めフライス。
  5. 【請求項５】 チップ坐（１９）が前記突起（１６）に
    構成されている、請求項２記載の吊鐘形の沈めフライ
    ス。
  6. 【請求項６】 チップ坐（１９）に、反転切削チップ
    （２１，２１′，２１″）に対し、自由面側から接近可
    能な固定手段（２４）が配置されている、請求項１記載
    の吊鐘形の沈めフライス。
  7. 【請求項７】 切削チップ（２１，２１′，２１″）が
    もっぱらリング状の保持体区分（１４）の外周側に配置
    されている、請求項１記載の吊鐘形の沈めフライス。
  8. 【請求項８】 切削チップ（２１，２１′，２１″）が
    もっぱらリング状の保持体区分（１４）の内周側に配置
    されている、請求項１記載の吊鐘形の沈めフライス。
  9. 【請求項９】 請求項８の吊鐘形の沈めフライス（１
    １′）と請求項７の吊鐘形の沈めフライス（１１）とか
    ら成る、両側にアンダカットを有する溝を切削加工する
    ための吊鐘形の沈めフライスセット。
  10. 【請求項１０】 反転切削チップの切断エッジにより規
    定された環状幾何学形が軸方向に波形の付けられたリン
    グ面である、請求項１記載の吊鐘形の沈めフライス。
  11. 【請求項１１】 切削チップ（２１，２１′，２１″）
    が保持体区分（１４）にグループを成して、それぞれ回
    転方向に対して横方向に延びる列で配置されている、請
    求項１記載の吊鐘形の沈めフライス。
  12. 【請求項１２】 １つのグループの列を成して配置され
    た少なくとも２つの反転切削チップ（２１，２１′，２
    １″）が、異なった方向に向けられたアクティブな切削
    エッジを有している、請求項１１記載の吊鐘形の沈めフ
    ライス。
  13. 【請求項１３】 １列に配置された反転切削チップグル
    ープに２つの反転切削チップ（２１１ａ，２１３ａ）が
    所属し、該反転切削チップ（２１１ａ，２１３ａ）の切
    削エッジ（２１１Ａ，２１３Ａ）が互いに角度を成して
    おり、この角度の２分割線がほぼ半径方向に位置してい
    る、請求項１１記載の吊鐘形の沈めフライス。
  14. 【請求項１４】 相前後して位置する複数列の反転切削
    チップ（２１，２１′，２１″）が相互に１つの完全な
    切断エッジを規定している、請求項１１記載の吊鐘形の
    沈めフライス。
  15. 【請求項１５】 少なくとも区分的に円筒形である工作
    物の周面に弧状のアンダカットされた溝を形成する方
    法、特にタービンにロータ溝を形成する方法であって、 第１の方法段階でロータ溝を、第１の吊鐘形のフライス
    をその回転軸線の方向に送ってアンダカットなしで開成
    し、 第２の方法段階でロータ溝の側面に、適当に成形された
    少なくとも１つの吊鐘形の沈めフライスを軸方向で溝に
    侵入させかつ半径方向で溝側面に接近させることで、必
    要なアンダカットを形成する、弧状の溝を形成する方
    法。
  16. 【請求項１６】 溝側面を、第２の方法段階で順次、外
    側で成形された吊鐘形の沈めフライスと内側で成形され
    た吊鐘形の沈めフライスとで加工する、請求項１５記載
    の方法。
  17. 【請求項１７】 溝側面に吊鐘形の沈めフライスで、一
    定の余剰寸法を除いて加工する、請求項１５記載の方
    法。
  18. 【請求項１８】 溝を仕上げ加工するために、第３の作
    業ステップで、溝側面形状に相応して成形されたシャフ
    トフライスを溝の長手方向に案内する、請求項１５記載
    の方法。
  19. 【請求項１９】 溝に沿ってシャフトフライスを送って
    該シャフトフライスで溝の互いに向き合った側面を同時
    に加工する、請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 吊鐘形の沈みフライスが請求項７と８
    による吊鐘形のフライスである、請求項１６記載の方
    法。
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