JPH1015721A - タービン動翼円弧根溝加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タービン動翼の径が大幅に変わっても容易に
対処できること。 【解決手段】 旋回ベース４がベッド３に対し旋回可能
に支持され、かつ旋回ベース４にテーブル５が径方向Ｃ
に摺動可能に取付けられ、テーブル５上の刃物台１５に
切削工具２が装着されるので、テーブル５の移動量を大
きくとれる一方、アーム１６にテーブル１７が径方向Ｃ
と平行に摺動可能に取付けられかつテーブル１７に固定
治具２２を介しタービン動翼１を装着したテーブル１８
が摺動可能に取付けられるので、テーブル５の移動量に
追従してタービン動翼１を移動できる。そのため、ター
ビン動翼１の円弧径が大幅に変化しても、容易に対処で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タービンディスク
の外周溝にタービン動翼の根元部を組み合わせるため、
該タービン動翼の根元部の円弧根溝を切削加工するター
ビン動翼円弧根溝加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タービン動翼円弧根溝の加工に関
しては、特開平６−２７０００６号公報に記載された技
術のものがある。この技術のものは、タービンディスク
の外周溝に組み合わせるタービン動翼の根元部の円弧根
溝を切削する際、スイングアームの先端部に設置されて
いる刃物台に切削工具が取付けられ、スイングアームが
クランク機構を介し旋回することにより、切削工具がタ
ービン動翼の円弧根溝を切削するようにしている。また
切削に際しては、刃物台をスイングアーム上で移動させ
ることにより、切削工具に所定の切り込みを与えるよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示す
従来技術では以下に述べる問題がある。 （１）通常、タービン動翼の切削に必要な切り込み量
（切削工具の旋回の径方向及びタービン動翼の軸方向の
移動量）は最大でも数ｍｍ程度である。ところが、ター
ビン動翼の円弧は、タービンディスクの外周溝の径に合
わせるため、最大φ２８００ｍｍ〜最小φ８００程度ま
で大きく変化する。従来技術のものは、上述の如く、ス
イングアームの先端部に刃物台が設置されているので、
種々のタービン動翼に対処しようとすると、刃物台の径
方向の移動量を大きくしなければならず、そのため、そ
れだけ複雑な機構を有し、しかも機構が複雑になると剛
性の面から制限を受けることとなり、従って、径の大幅
な変化に対応することができない問題がある。

【０００４】（２）切削工具の１行程当たりの切り込み
量としては、切削工具，寿命及び被切削物であるタービ
ン動翼の円弧根溝に要求される仕上げ面の粗さなどを考
慮すると、０．０１〜０．３ｍｍ程度と云う、通常のフ
ライス切削に比べ極めて微小な数値である。また、切削
時には、通常のエンドミル等のフライス切削に比べ、衝
撃的な切削力が刃物台及び該刃物台を移動させる機構で
受けることとなる。一般に、このような衝撃的な切削力
を受ける機構については、制御系の剛性（サーボ剛性）
では応答性から追従できないため、構造上の剛性を大き
くすること、及びガイド部の隙間などを小さくするこ
と、さらにはコッタ等を用いてガイド部に予圧をかける
こと等で対処することが容易に考えられるが、このよう
な対処の仕方では、送りの動きに対し、ステックスリッ
プ動作を起こして微小な送りができなくなると問題があ
る。

【０００５】（３）切削工具の必要本数としては、円弧
の径方向を切削するものと、タービン動翼の軸方向を切
削するものとの最低でも二種類の切削工具が必要であ
る。しかも、実際のタービン動翼の生産では、粗加工
用，仕上げ加工用とに区別し、更に、予備工具も必要と
なる結果、多数の工具を揃えなければならないので、そ
れら種々の工具をその都度いちいち選択していたのでは
めんどうになる問題がある。

【０００６】（４）上述の如く、タービン動翼の円弧根
溝の切り込み量が最大でも０．３ｍｍ程度であり、前加
工の寸法のばらつき、被加工物の段取り誤差等を考慮す
ると、加工前に被加工物の寸法測定が必要となることが
容易に考えられる。このことは、切削工具に過大な切り
込みを与えたときに刃先が損傷するのを防止する点から
も実用上は必要であり、その点従来技術では何等考慮さ
れていない。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、タービン動翼の径が大幅に変わっても、容易に対
処することができ、また切削時、衝撃的な切削力が刃物
台や移動機構に作用しても、ステックスリップが起こる
ことなく微小な送りを実現することができ、しかも、多
数の切削工具であっても必要なものを簡単にセットし得
るタービン動翼円弧根溝加工装置を提供することあり、
他の目的は、さらに切削工具に適切な切り込み量を与え
て切削工具の刃先が損傷するのを防止し、以て自動加工
化を実現し得るタービン動翼円弧根溝加工装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、ター
ビン動翼の根元部がタービンディスクの外周溝と組合せ
る円弧根溝を有し、かつ該円弧根溝の前記外周溝との接
触面を加工するタービン動翼円弧根溝加工装置であっ
て、タービン動翼を加工位置にセットする動翼支持用の
テーブルと、該動翼支持用のテーブルをタービン動翼の
軸方向に摺動可能に支持し、かつ自身がタービン動翼の
径方向と平行に摺動可能に支持された平行移動用のテー
ブルと、タービン動翼円弧根溝の接触面を径方向及び軸
方向に夫々切削加工する複数の切削工具と、該複数の切
削工具を周囲に装着した刃物台と、刃物台を回転可能に
搭載した工具径方向移動用のテーブルと、そのテーブル
を前記径方向に沿い摺動可能に支持し、かつ自身が旋回
軸を中心とし旋回可能に支持された旋回ベースと、少な
くとも工具径方向移動用のテーブル及び旋回ベース間に
介装され、切削加工時、それら双方の摺動面間を互いに
クランプし、切削加工時に発生する切削反力に耐え得る
剛性力を付与するクランプ手段とを有することを特徴と
するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１乃
至図８により説明する。本実施例のタービン動翼円弧根
溝加工装置を述べる前に、まず、本例で加工されるター
ビン動翼について説明すると、図５（ａ）に示すよう
に、ロータシャフト４３に径方向に伸びる形状のタービ
ンディスク４１が、軸方向に沿って複数取付けられる。
そして、タービンディスク４１の外周部は図５（ｂ）に
断面にて示すように、外周側から内周側にかけてほぼ階
段状に凸凹をなすと共に肉厚が増える形状をなす外周溝
４２を有しており、その外周溝４２に複数のタービン動
翼１が組み合わされることにより、タービンロータ４０
が構成される。

【００１０】タービン動翼１の根元部には前記タービン
ディスク４１の外周溝４２と対応する形状の円弧根溝１
ａが形成され、該円弧根溝１ａが外周溝４２に対し外側
から覆うように嵌合して固着される。特に、円弧根溝１
ａとタービンディスク４１の外周溝４２との接触面（加
工面）には、タービン動翼１本当たりで数十トンにも及
ぶ力が長期間加わり、接触面に発生する応力分布を均等
化しなければならないため、接触面を精緻に加工する必
要がある。

【００１１】本発明装置は、タービン動翼の円弧根溝１
ａの前記接触面を切削加工するためのものであり、加工
時には図６に示すように、タービン動翼１が図示の状態
で位置決めされたとき、切削工具２が回転中心Ｏを中心
として矢印Ａ方向に旋回することにより切削工具２の円
弧根溝１ａを切削し、その際、切削工具２とタービン動
翼１との何れか一方が軸方向Ｂや径方向Ｃに送りを与え
られることにより、円弧根溝１ａを所定の寸法に加工す
るようにしている。なお、ここでいう径方向Ｃ及び軸方
向Ｂとは、タービンロータ４０における位置方向を指
し、また旋回方向Ａとは径方向Ｃと同一平面上でのこと
を指している。

【００１２】そして、本発明の実施例においては、図１
〜図４に示す如く構成されている。即ち、図１におい
て、長尺状のベッド３が設置され、その上に旋回ベース
４が旋回可能に搭載されると共に、該旋回ベース４上に
工具径方向移動用のテーブル５が径方向に移動可能に支
持されている。

【００１３】旋回ベース４は、図２に示すように、ベッ
ド３に内蔵された軸受６を介し回転自在に支承された旋
回軸７と、旋回ベース４の一端側に設けられたギヤ８と
を有している。一方、ベッド３の一端部にはモータ９
と、減速機１０と、減速機１０に装着されると共に、ギ
ヤ８と噛合するピニオン１１を有している。そして、モ
ータ９の駆動によりピニオン１１が回転すると、それに
伴い旋回ベース４が旋回軸７を中心としベッド３上で旋
回するようにしている。そのため、旋回ベース４は図３
に示すように、一端部が円弧状に形成されると共に、そ
の周面に前記ギヤ８が設けられている。なお、図１では
旋回ベース４の一端部が破断された状態を表している。

【００１４】前記モータ９は、旋回角度，加工時の切削
速度となる旋回速度を自由に制御できるようにするため
サーボモータで構成されている。また、ピニオン１１は
図２では一個しか図示していないが、ギヤ８との間での
バックラッシュを減少できるようにするため、図３に示
す如く２個用いるダブルピニオン方式を採用している。

【００１５】工具径方向移動用のテーブル５は、後述す
る径方向移動機構により、旋回ベース４上で案内部１２
に沿い径方向Ｃに摺動する。即ち、径方向移動機構は、
図１に示すように、旋回ベース４の上部両側に立設され
た案内部１２と、旋回ベース４に設置された送りモータ
１３と、一端部が送りモータ１３の出力軸に連結され、
かつ他端部がテーブル５の一端部に係合した送り軸１４
とを具え、送りモータ１３の駆動により送り軸１４が軸
周りに回転すると、テーブル５が旋回ベース４上で径方
向Ｃに摺動する。

【００１６】本例では、送りモータ１３はモータ９と同
様サーボモータを用いている。送り軸１４は外周に螺旋
状のねじを刻設したボールスクリューからなっており、
テーブル５に内蔵されたナット３０（図８参照）と係合
している。

【００１７】また、工具径方向移動用のテーブル５の他
端部の上には切削工具２を装着するための刃物台１５が
取付けられている。該刃物台１５は、本例では八角柱を
なしてその周囲に切削工具２等を複数装着しており、加
工に際し、図示しない手段によりテーブル５上で図１に
示す矢印の如く回転し、所望の切削工具２が位置決めさ
れるようにしている。そのため、本例の刃物台１５は工
具の自動交換が可能な回転式タレット台で構成されてい
る。切削工具２は、タービン動翼１の円弧根溝１ａの加
工面を軸方向に切削するもの２Ａと、円弧根溝１ａの加
工面を径方向に切削するもの２Ｂとの二種類からなって
いる。

【００１８】ここで、切削工具２Ａ，２Ｂについて図７
を用いて詳細に説明する。一方の切削工具２Ａは、図７
（ａ）の左側にハッチングにて示すように、その先端部
の上部と下部とに互いに対称形状となり、上部切刃部分
２Ａ−１と下部切刃部分２Ａ−２とを有している。上部
切刃部分２Ａ−１はタービン動翼１の円弧根溝１ａの加
工面において、図７（ａ）の右側にて示す如く軸方向の
上凸凹部分１ｂを切削加工するものである。下部切刃部
分２Ａ−２は円弧根溝１ａの加工面において軸方向の下
凸凹部分１ｃを切削加工するものである。

【００１９】他方の切削工具２Ｂは、図７（ｂ）の左側
にハッチングにて示すように、その先端部にやはり互い
に対称形状となる外周先端部分２Ｂ−１と外周奥行き部
分２Ｂ−２とが外周に渡って形成されている。外周先端
部分２Ｂ−１はタービン動翼１の円弧根溝１ａの加工面
において、図７（ｂ）の右側にて示す如く径方向の突き
当て部分１ｄを切削加工するものである。外周奥行き部
分２Ｂ−２は円弧根溝１ａの加工面において径方向の隠
れ部分１ｅを切削加工するものである。これら両切削工
具２Ａ，２Ｂは、タービン動翼円弧根溝１ａが厚みを有
するので、円弧根溝１ａの加工に際し、刃物台１５が回
転することにより、軸方向の切削時と径方向の切削時と
に選択的に使い分けられる。

【００２０】また、刃物台１５には上述した切削工具２
Ａと２Ｂとの２ケが最低必要であるが、実用上は、それ
ら各工具２Ａ，２Ｂを粗加工用と仕上げ加工用とに区別
する方が経済的であるので、計四本の工具を用いること
となり、しかもそれらの予備工具を用いることが望まし
い。

【００２１】一方、ベッド３には図１及び図４に示す如
くタービン動翼１をセットするための手段が設けられて
いる。即ち、ベッド３の片側にはアーム１６が立設さ
れ、該アーム１６に径方向Ｃに沿い摺動可能に取付けら
れた平行移動用のテーブル１７と、軸方向Ｂに沿い移動
可能に取付けられた動翼支持用テーブル１８とが設けら
れている。

【００２２】平行移動用のテーブル１７は、次に後述す
る移動機構により、アーム１６の案内部１９に沿い移動
する。その移動機構は基本的には前記径方向移動機構と
同様に構成されており、図１，図２，図４に示すよう
に、アーム１６の上部に径方向Ｃに沿って形成された案
内部１９と、アーム１６に設置された送りモータ２０
と、一端部が送りモータ２０に連結され、かつ他端部が
テーブル１７の一端部に係合した送り軸２１とを具え、
送りモータ２０の駆動により送り軸２１が回転すると、
テーブル１７が案内部１９に沿い径方向Ｃと平行に摺動
する。

【００２３】動翼支持用テーブル１８は、タービン動翼
１をセットするため、図１に示すように正面側の下部に
鎖線に示す如き固定治具２２が取付けられている。この
動翼支持用テーブル１８は、次に後述する軸方向移動機
構により、テーブル１７上で案内部２３に沿い軸方向に
移動するようにしている。軸方向移動機構は、テーブル
１７上に上下方向に対向して形成された案内部２３と、
テーブル１７の上部に設置された送りモータ２４と、一
端部が送りモータ２４に連結され、かつ他端部が動翼支
持用テーブル１８に係合された送り軸２５とを具え、送
りモータ２４の駆動により送り軸２５が回転すると、案
内部２３に沿い軸方向Ｂである上下方向に移動すること
により、タービン動翼１をその方向に移動させる。

【００２４】なお、アーム１６側の移動機構及び軸方向
移動機構においては送りモータ２０，２４及び送り軸２
１，２５が径方向移動機構の送りモータ１３及び送り軸
１４と同様のもので構成されている。

【００２５】従って、工具径方向移動用のテーブル５が
旋回ベース４上で移動し、切削工具２の先端が旋回軸７
に対し図３（ａ）や（ｂ）に示す如き旋回半径Ｒの位置
に移動すると共に、平行移動用のテーブル１７がアーム
１６上で移動し、タービン動翼１も切削工具２の位置に
追従することにより、タービン動翼１の円弧径の大きさ
に対応できるようにしている。

【００２６】ところで、問題となるのが、送り系の剛性
であるが、工具径方向移動用のテーブル５はその上に搭
載された刃物台１５を介し、切削工具２が加工時に発生
する反力を受けるため、十分な剛性を必要とする。本例
のように総型バイトによる切削では、衝撃的な切削反力
が加わる場合、特に送り系の剛性が問題となる。送り系
の剛性（Ｋ）は、送り軸の直径及び長さ，ナット３０の
剛性，送り軸を支持するベアリングの剛性等、機械的な
要素から決まる機械剛性（Ｋｍ）と、本例のようにサー
ボモータを用いる場合の制御系の特性から決まるサーボ
剛性（Ｋｓ）とから決定される。その関係を次の数式に
示す。

【００２７】

【数１】１／Ｋ＝（１／Ｋｍ）＋（１／Ｋｓ） ここで、装置が実行する加工方法に必要と考えられる、
Ｋ＝５０（ｋｇｆ／μｍ）を得ようとするには、Ｋｍ＝
１００、Ｋｓ＝１００（ｋｇｆ／μｍ）であり、機械剛
性は各要素の剛性を大きくすれば、比較的自由に表現で
きる。これに対し、サーボ剛性は制御の応答性から決ま
るもので、一般的には瞬時の応答に対して、２５（ｋｇ
ｆ／μｍ）が上限である。従って、Ｋｍ＝１００、Ｋｓ
＝２５とすると、Ｋは２０（ｋｇｆ／μｍ）にしかなら
ない結果、十分な剛性を得ることができない。

【００２８】そこで、切削力の反力を受けるときのみ、
その反力に確実に耐えるような剛性を得るようにするた
め、径方向移動用のテーブル５と、これを摺動可能に支
持する旋回ベース４間を機械的にクランプするクランプ
手段を具えている。クランプ手段について図８を用いて
説明する。なお、図８において、実際にはアーム１６と
平行移動用のテーブル１７との関係について図示したも
のであるが、説明及び作図上の便宜上、ここでは旋回ベ
ース４と工具径方向移動用のテーブル５との関係につい
て説明する。

【００２９】即ち、クランプ手段は、図８（ａ）に示す
ように、径方向移動用のテーブル５の両側に形成された
シリンダ室２６と、該シリンダ室２６にヘッド２７ａが
配置され、かつテーブル５及び旋回ベース４の案内部１
２を貫通するピストン２７と、該ピストン２７の先端部
２７ｂ及び案内部１２間に夫々介装されたクランプシュ
ー２８，２９と、シリンダ室２６に対し必要に応じ、矢
印ａ方向またはｂ方向に油圧を給排する油圧供給源（図
示せず）とからなっている。なお、テーブル５の上部に
はシリンダ室２６を塞ぐため、図８（ａ）及び（ｂ）に
示す如き閉塞部材３１が装着されている。

【００３０】そして、切削工具２の加工に際し、油圧供
給源からの油圧が矢印ｂの如くシリンダ室２６に供給さ
れると、ヘッド２７ａが上昇することによりピストン２
７が押し上げられ、旋回テーブル４の案内部１２と工具
径方向移動用のテーブル５とが互いに摺動不可状態とな
るよう強圧的にクランプされることにより、切削力の反
力を受けるのに十分な剛性力を得るようにしている。そ
の際、クランプシュー２８，２９は、案内部１２及びテ
ーブル５の材質より柔らかな材質のもので形成され、ピ
ストン先端部２７ａの締結力が的確に案内部１２，テー
ブル５の双方に作用し得るようにしている。

【００３１】またさらに、クランプシュー２８，２９の
うち、一方のクランプシュー２９は、断面クサビ状に形
成されている。即ち、一方のクランプシュー２９は図８
（ａ）の右側に示すように、内側の外径より外側の外径
が大きくなるよう楔形傾斜面２９ａを有し、ピストン２
７により、テーブル５及び案内部１２間がクランプされ
たとき、楔形傾斜面２９ａの形成により案内部１２に食
い込むことにより、案内部１２とテーブル５との双方を
互いに強圧的にクランプし、これにより、テーブル５が
手前背紙方向に摺動しないのは勿論のこと、横方向に対
しても微動もしないようにしている。なお、旋回テーブ
ル４上でテーブル５が径方向に移動する際、油圧供給源
からの油圧がシリンダ室２６に対し矢印ａの如く供給さ
れると、ピストンが下降移動し、テーブル５及び案内部
１２間のクランプが解除されるので、テーブル５の移動
を許容する。

【００３２】このようなクランプ手段は、前記テーブル
５及び旋回ベース４間の径方向移動機構のみならず、ア
ーム１６の案内部１９及びテーブル１７間の移動機構
と、テーブル１７及び動翼支持用のテーブル１８間の軸
方向移動機構にも同様に設けられている。なお図８
（ａ）において、符号３０は、テーブル５に固定された
前記ナットであり、径方向移動機構の送り軸１４と係合
している状態を表している。

【００３３】また、前記刃物台１５には前述した切削工
具の他、加工に際し、タービン動翼１の加工量を測定す
るセンサー３２も搭載されている。このセンサー３２は
図９（ａ）に示すように、先端に接触子３３を有してお
り、該接触子３３がタービン動翼１の加工面の所定位置
に接触し、実線位置と破線位置との間のような所望箇所
間を測定するようにしている。そして、測定されたデー
タが例えば無線方式により制御装置３４に送信される
と、制御装置３４は、それに基づいて演算することによ
り、切り込み量を求めると共に切削工具２Ａ，２Ｂの切
削回数を求め、該求めたデータに応じて加工装置を制御
するものである。

【００３４】これは、実施例の加工の基準は図９（ｂ）
に示すように、イ方向（軸方向）及びロ方向（径方向）
であり、例えば円弧根溝１ａに０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ
の仕上げ代が残っている場合、この仕上げ代の基準に対
する振り分けのバラツキや被加工物を取付ける際の誤差
が生じることと、本加工での切り込み量が切削工具の寿
命，強度から最大でも０．３ｍｍ程度であることから、
加工開始の位置を予め設定する必要があるからである。
そこで、まず、径方向寸法αと軸方向寸法β，γ，δを
前記センサー３２により測定し、その結果から加工の開
始する位置を求めることにより加工を実行するようにし
ている。

【００３５】従って、実施例の加工装置は、予めセンサ
ー３２によりタービン動翼１の円弧根溝１ａの加工すべ
き位置を測定した後、そのデータに基づき切削工具２Ａ
により円弧根溝１ａの加工面を軸方向に加工する行程
と、切削工具２Ｂにより円弧根溝１ａの加工面を径方向
に加工する行程とを経ることにより、円弧根溝１ａを所
定寸法に形成するものである。

【００３６】次に、装置各部の動作に関連して加工の仕
方について詳細に述べる。今、タービン動翼１の円弧根
溝１ａが予め前段階で０．５〜１．０ｍｍ程度の仕上げ
代を全体に残した状態に形成され、またタービン動翼
１，切削工具２，センサー３２が所定位置にセットされ
ると共に、タービン動翼１の円弧径に合わせ、工具径方
向移動用のテーブル５が径方向に移動することにより、
図３に示す如く切削工具２の旋回半径Ｒが調節され、さ
らにセンサー３２により加工寸法が測定された状態にあ
るとき、軸方向の切削行程が実行されることとなる。

【００３７】即ち、装置は、刃物台１５に予め位置決め
された軸方向切削用の切削工具２Ａを用い、図７（ａ）
にステップＩにて示すように、軸方向移動機構により動
翼支持用のテーブル１８を軸方向に駆動してタービン動
翼１を下方に移動し、該タービン動翼の円弧根溝１ａに
対する軸方向の切り込みを与えておき、次いで、旋回ベ
ース４を手前背紙方向から手前方向に駆動して切削工具
２Ａを旋回し、該切削工具２Ａの各上部切刃部分２Ａ−
１がタービン動翼１の円弧根溝１ａにおける各上凸凹部
分１ｂを切削加工する。

【００３８】その後、図７（ａ）にステップＩＩにて示
すように、動翼支持用のテーブル１８を逆駆動してター
ビン動翼１を上方に移動し、該タービン動翼の円弧根溝
１ａに対する軸方向の切り込みを与えておき、次いで、
旋回ベース４を上述と逆駆動して切削工具２Ａを逆旋回
することにより、該切削工具２Ａの各下部切刃部分２Ａ
−２がタービン動翼１の円弧根溝１ａにおける軸方向の
各下凸凹部分１ｃを切削加工する。

【００３９】以下、上記ステップ１とステップＩＩとの
行程は、円弧根溝１ａの軸方向における加工面が所定寸
法になるまで繰り返し行われる。

【００４０】そして、円弧根溝１ａの軸方向の加工面が
所定寸法に達した後、今度は、タービン動翼１の円弧根
溝１ａの径方向が切削行程が実行される。

【００４１】即ち、刃物台１５が回転し、径方向切削用
の切削工具２Ｂがセットされると、図７（ｂ）にステッ
プＩＩＩにて示すように、工具径方向移動用のテーブル
５が旋回ベース４上で前進移動し、タービン動翼円弧根
溝１ａの径方向突き当て部分１ｄに対する切削工具２ｂ
切り込みを与えておき、次いで、旋回ベース４をステッ
プ１の場合と同方向に駆動し、切削工具２Ｂを旋回する
ことにより、該切削工具２Ｂの各外周先端部分２Ｂ−１
が円弧根溝１ａの径方向突き当て部分１ｄを切削加工す
る。

【００４２】その後、図７（ｂ）にステップＩＶにて示
すように、切削工具２ＢをステップＩＩＩより若干後退
し、円弧根溝１ａの径方向隠れ部分１ｅに対する切削工
具２Ｂの切り込みを与えておき、次いで、旋回ベース４
をステップＩＩＩの場合と逆方向に駆動し、切削工具２
Ｂが逆旋回することにより、該切削工具２Ｂの各外周奥
行き部分２Ｂ−２が円弧根溝１ａの径方向隠れ部分１ｅ
を切削加工する。以下、上記ステップＩＩＩとステップ
ＩＶとの行程は、円弧根溝１ａの軸方向における加工面
が所定寸法になるまで繰り返し行われ、これにより、タ
ービン動翼１の円弧根溝１ａの加工が全て終了する。

【００４３】実施例においては、上述の如く、旋回ベー
ス４がベッド３に対し旋回軸７を中心として旋回可能に
支持され、かつ旋回ベース４に工具径方向移動用のテー
ブル５が径方向Ｃに摺動可能に取付けられると共に、該
テーブル５上の刃物台１５に切削工具２が装着されてい
るので、テーブル５の移動量を大きくとることができ
る。一方、アーム１６にテーブル１７が径方向Ｃと平行
に摺動可能に取付けられ、かつ該テーブル１７に固定治
具２２を介しタービン動翼１を装着した動翼支持用のテ
ーブル１８が摺動可能に取付けられているので、テーブ
ル５の移動量に追従してタービン動翼１を移動させるこ
とができる。そのため、タービン動翼１，タービンディ
スク４１の円弧径がφ８００〜２８００ｍｍのように大
幅に変化しても、容易に対処することができる。

【００４４】そして、上記各ステップＩ〜ＩＶにおける
切削工具２Ａ，２Ｂの切削加工時、旋回ベース４及び工
具径方向移動用のテーブル５間と、アーム１６及び平行
移動用のテーブル１７間と、該テーブル１７及び動翼支
持用のテーブル１８間にクランプ手段が介装され、該ク
ランプ手段により、摺動間の部材を強圧的に固着し、切
削加工時に発生する切削反力に耐え得る剛性力を付与す
るので、送り系が微動もしない剛性を確保することがで
き、切削時の衝撃力の悪影響を受けることがない。その
ため、摺動部材である各テーブル５，１７，１８がステ
ックスリップを起こすおそれがないので、微小送りがで
きなくなるというのを確実に防止できる。この点から、
装置の信頼性を高めることができる。しかも、クランプ
手段は、互いの摺動部材間に介装されるので、小型で済
むと共にそれだけ安価にできる。

【００４５】さらに、切削工具２Ａ，２Ｂ，センサー３
２が刃物台１５の周囲に装着され、該刃物台１５が回転
することによってそれらを所定位置にセットできるの
で、切削工具の交換を効率的に行うことができる。

【００４６】またさらに、加工に際し、予めセンサー３
２によりタービン動翼１の円弧根溝１ａの加工すべく位
置を測定し、それに基づき制御装置３４により演算して
切り込み量を得るするようにしたので、切削工具２Ａ，
２Ｂが損傷するのを極力防止することができ、しかも加
工精度を向上させることができる。特に、タービン動翼
加工用の切削工具は高価なものであるので、損傷防止を
図る上で耐久性につながる。

【００４７】なお、図示実施例では、図７中のステップ
ＩＩＩ及びＩＶに示す径方向の切削加工時、切削工具２
Ｂを移動して切り込みを与えているが、これは切削工具
２Ｂとタービン動翼１との何れか一方を移動することで
行うことができるので、何れであっても構わない。ま
た、テーブル５及び旋回ベース４間に設けられた移動機
構と、アーム１６及び平行移動用のテーブル１７間に設
けられた移動機構と、該テーブル１７及び動翼支持用の
テーブル１８間に設けられた移動機構とは、基本的に同
様の構成であり、しかも送り軸を回転するだけで各テー
ブルを摺動できるので、構成の簡素化を実現することが
できると共に、小型化を得ることもできる。さらに、旋
回ベース４の旋回機構として、ダブルピニオン方式を採
用し、バックラッシュを減少させるので、旋回時の高精
度を保つことができる。

【００４８】そして、クランプ手段が工具径方向移動用
のテーブル５及び旋回ベース４間のみならず、動翼支持
用のテーブル１８及び平行移動用のテーブル１７間や平
行移動用のテーブル１７及びアーム１６間の夫々に独立
的に介装され、全ての摺動面間での剛性を確実に得るよ
うに構成した例を示したが、このクランプ手段は、少な
くとも、切削工具２をセットしている一方のテーブル
５，旋回ベース４間にあれば、相応の効果を得ることが
できる。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１，
２によれば、以下の効果がある。 （１）旋回ベースに対し刃物台を搭載する工具径方向移
動用のテーブルがタービン動翼の円弧根溝の径方向に沿
って摺動可能に支持され、またタービン動翼をセットし
たテーブルが前記径方向と平行に摺動可能に支持される
ので、加工に必要なタービン動翼の円弧の大幅な変化に
対応することができる。

【００５０】（２）刃物台が工具径方向移動用のテーブ
ルに対し回転可能に搭載され、周囲に複数の切削工具を
セットしているので、多数の工具の交換を能率良く行
え、加工作業の能率が高まる。

【００５１】（３）工具径方向移動用のテーブル及び旋
回ベース間に介装されたクランプ手段により、切削加工
時に発生する切削反力に耐え得る剛性力を付与するよう
にしたので、送り系の剛性を確保することができ、しか
も小型かつ安価にできる。

【００５２】そして、請求項２によれば、 （４）クランプ手段が工具径方向移動用のテーブル及び
旋回ベース間のみならず、動翼支持用のテーブル及び平
行移動用のテーブル間や、平行移動用のテーブル及びそ
の摺動間の夫々に独立的に介装され、全ての摺動面間で
の剛性を確実に得るように構成したので、装置としての
信頼性を高めることができる。

【００５３】また、請求項３によれば、 （５）切削加工に際し、タービン動翼の円弧根溝の加工
すべき部分の寸法を測定し、その測定量に基づいて演算
された円弧根溝の加工面の切り込み量に応じ加工させる
制御手段を有するので、切削工具の損傷を極力防止する
ことができると共に加工精度を向上させることができ、
タービン動翼円弧根溝の自動加工を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるタービン動翼円弧根溝加工装置の
一実施例を示す全体斜視図。

【図２】図１のＩＩ矢視に相当する正面図。

【図３】同じく図１のＩＩＩ矢視に相当する平面図。

【図４】同じく図１のＩＶ矢視に相当する側面図。

【図５】タービンロータを示す説明用斜視図（ａ）及び
タービンディスク，タービン動翼の組合せ状態を示す要
部の断面図（ｂ）。

【図６】本発明装置による基本動作を概略的に示す説明
用斜視図。

【図７】本装置による切削工具の加工ステップを示し、
軸方向切削時の説明図（ａ）及び径方向切削時の説明図
（ｂ）。

【図８】移動機構に設けたクランプ手段の構成を示す断
面図（ａ）及びその平面図（ｂ）。

【図９】タービン動翼の円弧根溝とセンサーと制御装置
との関係を示す説明図（ａ）及び円弧根溝におけるセン
サーの測定位置を示す説明図（ｂ）。

【符号の説明】

１…タービン動翼、１ａ…円弧根溝、２Ａ，２Ｂ…切削
工具、３…ベッド、４…旋回ベース、５…工具径方向移
動用のテーブル、７…旋回軸、１５…刃物台、１７…平
行移動用のテーブル、１８…動翼支持用のテーブル、１
３，２０，２４…送りモータ、１４，２１，２５…送り
軸、３２…センサー、３４…制御装置、４１…タービン
ディスク、４２…外周溝。

フロントページの続き (72)発明者 沼田 泰洋 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン動翼の根元部がタービンディス
   クの外周溝と組合せる円弧根溝を有し、かつ該円弧根溝
   の前記外周溝との接触面を加工するタービン動翼円弧根
   溝加工装置であって、タービン動翼を加工位置にセット
   する動翼支持用のテーブルと、該動翼支持用のテーブル
   をタービン動翼の軸方向に摺動可能に支持し、かつ自身
   がタービン動翼の径方向と平行に摺動可能に支持された
   平行移動用のテーブルと、タービン動翼円弧根溝の接触
   面を径方向及び軸方向に夫々切削加工する複数の切削工
   具と、該複数の切削工具を周囲に装着した刃物台と、刃
   物台を回転可能に搭載した工具径方向移動用のテーブル
   と、そのテーブルを前記径方向に沿い摺動可能に支持
   し、かつ自身が旋回軸を中心とし旋回可能に支持された
   旋回ベースと、少なくとも工具径方向移動用のテーブル
   及び旋回ベース間に介装され、切削加工時、それら双方
   の摺動面間を互いにクランプし、切削加工時に発生する
   切削反力に耐え得る剛性力を付与するクランプ手段とを
   有することを特徴とするタービン動翼円弧根溝加工装
   置。
2. 【請求項２】 タービン動翼の根元部がタービンディス
   クの外周溝と組合せる円弧根溝を有し、かつ該円弧根溝
   の前記外周溝との接触面を加工するタービン動翼円弧根
   溝加工装置であって、タービン動翼を加工位置にセット
   する動翼支持用のテーブルと、該動翼支持用のテーブル
   をタービン動翼の軸方向に摺動可能に支持し、かつ自身
   がタービン動翼の径方向と平行に摺動可能に支持された
   平行移動用のテーブルと、タービン動翼円弧根溝の接触
   面を径方向及び軸方向に夫々切削加工する複数の切削工
   具と、該複数の切削工具を周囲に装着した刃物台と、刃
   物台を回転可能に搭載した工具径方向移動用のテーブル
   と、そのテーブルを前記径方向に沿い摺動可能に支持
   し、かつ自身が一定位置の旋回軸を中心とし旋回可能に
   支持された旋回ベースと、工具径方向移動用のテーブル
   及び旋回ベース間，動翼支持用のテーブル及び平行移動
   用のテーブル間，平行移動用のテーブル及びその摺動間
   の夫々に独立的に介装され、切削加工時、それら双方の
   摺動面間を互いにクランプし、切削加工時に発生する切
   削反力に耐え得る剛性力を付与するクランプ手段とを有
   することを特徴とするタービン動翼円弧根溝加工装置。
3. 【請求項３】 切削加工に際し、タービン動翼の円弧根
   溝の加工すべき部分の寸法を測定し、その測定量に基づ
   いて演算された円弧根溝の加工面の切り込み量に応じ加
   工させる制御手段を有することを特徴とする請求項１ま
   たは２項に記載のタービン動翼円弧根溝加工装置。