JP2001212711A - 荒加工用総形フライス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォームの曲率が変化する総形フライスの荒加
工に用いる総形フライスにおいて、加工能率を向上さ
せ、かつ、再研磨をも容易にした荒加工用の総形フライ
スを提供することを目的とする。 【構成】波形形状を有する外周切れ刃を１刃と次刃とで
位相を異ならせ、回転軌跡がフォームの近似形状を形成
する荒加工用総形フライスであって、該外周切れ刃の逃
げ面は回転軸を中心として切れ刃からの回転角が等しい
位置における切れ刃回転軌道と逃げ面との間隔（以下、
逃げ面の落ち量という。）を、該切れ刃に沿う任意の位
置でほぼ等しく設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ
Ｂ０１７２、フライス用語）に記載のタービンブレー
ドまたはタービンディスク等の溝加工に用いる総形フラ
イスの荒加工用の工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】総形フライスは、特殊な輪郭のフォーム
を成形するフライスであって、タービンブレードまたは
タービンディスクの溝加工に用いる等、用途に合わせた
呼称があり、逃げ面を２番取り加工で成形した２番取り
フライスまたはフォ−ムに沿って刃付けを施した輪郭フ
ライスの形状で用いられる。そのため、総形フライスは
長時間使用し損耗を生じても再研削によって原フォ−ム
が容易に再生できる特徴を有するものである。曲率が変
化する曲線を含んだ複雑なフォ−ムをもつ場合には、フ
ォ−ムの各部で切屑厚みの変化が大きくて切削性が均一
ではなく、切屑づまりや噛み込みを生じて、切り込みの
大きい荒切削においては問題があった。これを改良した
ものとして、例えば、特開平１１−２６７９１６号の波
形ラフィング切れ刃の例が有る。

【０００３】特に、溝加工に用いる総形フライスでは、
削り取る量が大きく、無垢の状態からフォームを仕上げ
ている。例えば、特開平１１−２６７９１６号、図８に
記載されているように、工具を何種類も用いて、荒取り
用、特殊形状、仕上げ用のような行程を経て加工をして
いる。このように多数の工具を用いると工具数のみなら
ず、加工時間もかかってしまい、能率が劣るものとな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】特開平１１−２６７
９１６号の波形のラフィング切れ刃は、図１０（ｄ）で
用いられる刃形であり、外周切れ刃の逃げ角を略同じ大
きさとしているため、特に、クリスマスツリー形の場合
には外径が大きく異なる刃形であるため問題であり、再
研磨においてフォームの維持が難しいという問題があっ
た。

【０００５】

【本願発明の目的】本願発明は以上のような背景のもと
になされたものであり、フォームの曲率が変化する総形
フライスの荒加工に用いる総形フライスにおいて、外周
切れ刃形状およびその配置を改良することによって、複
雑なフォ−ムであっても切削抵抗を減じて送り速度を高
めることができ、加工能率を向上させ、かつ再研磨をも
容易にした荒加工用の総形フライスを提供することを目
的とする。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本願発明は、上記の目的
を達成するために、タービンブレード又はタービンディ
スクの溝加工に用いる総形フライス等の曲率が変化する
曲線を含んだフォ−ムを形成する複数の切れ刃を備えた
総形フライスにおいて、波形形状を有する外周切れ刃を
１刃と次刃とで位相を異ならせ、回転軌跡がフォームの
近似形状を形成する総形フライスであって、該外周切れ
刃の逃げ面は回転軸を中心として切れ刃からの回転角が
等しい位置における切れ刃回転軌道と逃げ面との間隔を
該切れ刃に沿う任意の位置でほぼ等しく設けたことを特
徴とする荒加工用総形フライスである。

【作用】

【０００７】本願発明を適用することにより、波形切れ
刃により切れ刃長さが長い場合であっても切屑を細かく
し切削抵抗が少なく、切屑排出を容易にでき、かつ切れ
刃損耗が局部に偏ることなく、切削条件を高めることが
可能となり、また、成形したフォーム上に波状切れ刃が
起因する食い込み傷やバリ等の発生が無く、滑らかな加
工面を得ることができる。波形切れ刃は切れ刃に垂直に
刻み込まれるのが通常であるが、本発明の様にフォ−ム
が複雑であると波形切れ刃を傾斜面に設ける事態が生
じ、このときは切削方向、すなわち工具の回転方向には
波形切れ刃の一部が切れ刃として作用する。そのため、
この部分において障害が発生しやすいが、本発明の適用
によって改善できるのである。なお、波形切れ刃は１刃
と次刃との２刃を交互に設けてよいが、３刃以上を異な
る位置に設けてもよい。

【０００８】該波形切れ刃は凸略円弧と凹略円弧の連続
した波形状とし、更に、波形切れ刃の凹凸の差は隣接す
る波形切れ刃凸部頂点との間隔の０．０１倍〜０．８倍
としたのは、０．０１倍未満では切り屑を十分に分断す
ることができず、０．８倍を越えると滑らかに結びづら
くなるため、波形切れ刃の深さは隣接する波形切れ刃と
の間隔の０．０１倍〜０．５倍とした。また、切れ刃に
連なる凸円弧の半径を該間隔の０．２倍〜５倍としたの
は、０．２倍未満では円弧が小さすぎて設ける意味が無
く、５倍を越えた大きな値で設けると切れ刃として長く
なり過ぎるため、切れ刃に連なる凸略円弧の半径は該間
隔の０．２倍〜５倍とした。これらの数値とすることに
より、波形切れ刃間隔を小さくして１刃の波形切れ刃と
次刃の波形切れ刃とが位置をずらして重なったラフィン
グ刃様とすることができ、このとき波形切れ刃によって
切れ刃の輪郭が総形フォ−ムから外れることがあったと
しても該波形切れ刃の深さは上述の範囲で浅くてもよい
から成形するフォ−ムの狂いを極小に抑えることができ
る。

【０００９】次に、総形フライスの切れ刃のフォ−ムは
多岐多様にわたるため、その態様について説明する。ま
ず、切れ刃のフォ−ムが該フライスの回転軸と直交する
平面に対して小さな角度である場合には、切れ刃の斜面
が切削するように作用し、切屑厚みが薄くなって擦過現
象が増し、また波形切れ刃を刻み込む方向が切削方向と
は一致しなくなるため、その効果が希薄になって切削抵
抗が増加する。従って切れ刃のフォ−ムが３０゜以下の
角度で傾斜するときは、該角度より小さい角度で傾斜す
る直線部分を凸略円弧と凹略円弧の間に設けることによ
って波形切れ刃凸部頂点の間隔を大きくして本来の波形
切れ刃の効果を得ることができる。

【００１０】次いで、切れ刃のフォ−ムの曲率が大きい
場合、特に隣接する波形切れ刃間で６０度以上湾曲する
ようになると、両波形切れ刃のいずれかは上述の傾斜面
に位置することになり、かつ、湾曲部分が短いからこの
切れ刃を１部分ずつオフセットして１刃と次刃とで出入
りさせるのである。すなわち、波形切れ刃の効果を得て
切削性を高めるものである。

【００１１】さらに、本願発明は切れ刃のフォ−ムの一
部を切れ刃ごとに交互に間引いたものである。特に、傾
斜面が急角度の場合は側面で擦過現象が大きいので切れ
刃の一部を間引くことで緩和できる。またフォ−ムの位
置によって切れ刃の直径差が大きい場合には小径部分で
１刃と次刃の間隔が狭まり、切れ味が低下するので間引
くことで回復する。また外周部分であってもねじれ角や
フォ−ムの都合によって間引いても差し支えない。

【００１２】更に、前記総形フライスに被覆を施す場合
には、被覆は周期率表第４ａ族、第５ａ族、第６ａ族の
遷移金属、低融点金属、希土類金属、またはＡｌの炭化
物、窒化物、酸化物、硼化物、硬質窒化硼素、硬質炭素
さらにこれらの固容体または混合体からなる群のうちか
ら選ばれた１種または２種以上の硬質性膜及び／又はＭ
ｏＳ等の潤滑性膜を１層または２層以上の多層で０. ２
〜２０μの厚みで被覆すると、耐摩耗性が向上でき、更
に寿命を長くすることができる。また、総形フライス
は、高速度鋼、超微粒子超硬合金、ＴｉＣＮ基サーメッ
ト等を用いることができ、特に、溶解ハイスや粉末ハイ
スがその加工性の良さから優れている。

【００１３】さらに、逃げ面の落ち量を該フォームの各
部位においてほぼ等しくしたことにより、仕上げ用等の
総形フライスと同様の再研磨方法が可能となり、再研磨
による性能低下がなく、かつ再研磨による加工フォーム
の維持および再研磨自体が容易となる。以下、本願発明
をその実施例を示す図面に基づいて説明する。

【実施例】

【００１４】図１、図２は本願発明の実施例であり、ク
リスマスツリー形のフォームを有するタービンブレード
の翼根部の荒加工に用いる総形フライスである。図１の
総形フライスは、外周切れ刃およびそれに続く外周逃げ
面に波形状を付与した２番取り刃形の総形フライスであ
る。図３に拡大図示したように、最外周部を構成する凸
円弧部とこれに連なる急斜面と小径部を構成する凹円弧
部からなっている。波形切れ刃は切れ刃に沿って深さ
０．２ｍｍ、幅１〜１．５ｍｍの間隔で設けている。こ
こで、波形切れ刃の詳細は図４〜図６のとおりである。
すなわち、図４は最外周の凸円弧部に設けた凸略円弧と
凹略円弧の連続した波形状の波形切れ刃を示し、図５は
急斜面部分で波形切れ刃の底に斜面の角度よりさらに小
さい角度の直線部分を設けたものである。また図６は最
外周から急斜面部分に移行する屈曲部であって、曲率が
大きいため切れ刃を出入りさせることによって波形切れ
刃に代えたものである。また、該外周逃げ面の落ち量は
クリスマスツリー形のフォームの各部位において一定と
したものである。更に、逃げ面の落ち量が該フォームの
各部位において一定であるため、切削条件を高くできる
だけでなく再研磨後も維持でき、さらに、再研磨後はフ
ォームの変化がなく、再研磨自体もすくい面側から行え
るため、容易となった。

【００１５】これを用いてステンレス鋼ＳＵＳ４１０材
の平板を上記のフォ−ムに成形切削を行った。切削諸元
は工具軸方向の切り込み１５ｍｍ、工具半径方向の切り
込み１０ｍｍ、工具の回転数６５回転／ｍｉｎ、送り速
度６５ｍｍ／ｍｉｎである。本発明例では、加工物１ケ
を４０分で完成させることができた。比較のため、同一
フォ−ムを加工する従来技術に記載したカッタを用いた
場合は、回転数を大きくできないため、加工物１ケに２
５０分を要していた。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本願発明によれば、クリス
マスツリ−形総形フライスのように、複雑なフォ−ムで
あっても、切屑排出性も良く、高速加工が可能となり、
さらには、再研磨による加工フォームの維持および再研
磨自体が容易となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の実施例の正面図を示す。

【図２】図２は、図１により成形する総形フォ−ムの一
部を示す。

【図３】図３は、図１の他の１部の波形切れ刃の構成を
示す。

【図４】図４は、図１のさらに他の１部の波形切れ刃の
構成を示す。

【図５】図５は、図１のさらに他の１部の波形切れ刃の
構成を示す。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 切れ刃 ３ 波形切れ刃 ４ 波形切れ刃の深さ ５ 波形切れ刃の間隔 ６ 波形切れ刃と切れ刃とを連ねる丸み ７ 総形のフォ−ム α 総形のフォ−ムの傾斜角 θ 波形切れ刃に設けた略直線部分の傾斜角

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タービンブレード又はタービンディスクの
   溝加工に用いる総形フライス等の曲率が変化する曲線を
   含んだフォ−ムを形成する複数の切れ刃を備えた総形フ
   ライスにおいて、波形形状を有する外周切れ刃を１刃と
   次刃とで位相を異ならせ、回転軌跡がフォームの近似形
   状を形成する総形フライスであって、該外周切れ刃の逃
   げ面は回転軸を中心として切れ刃からの回転角が等しい
   位置における切れ刃回転軌道と逃げ面との間隔を該切れ
   刃に沿う任意の位置でほぼ等しく設けたことを特徴とす
   る荒加工用総形フライス。
2. 【請求項２】請求項１記載の荒加工用総形フライスにお
   いて、該波形切れ刃は凸略円弧と凹略円弧の連続した波
   形状であって、波形切れ刃の凹凸の差は隣接する波形切
   れ刃凸部頂点の間隔の０．０１倍〜０．８倍、及び／ま
   たは切れ刃に連なる凸略円弧の半径は該間隔の０．２倍
   〜５倍の値で設けたことを特徴とする荒加工用総形フラ
   イス。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２記載の荒加工用総
   形フライスにおいて、切れ刃のフォ−ムがフライスの回
   転軸と直交する平面に対して３０度以下の角度で傾斜す
   るとき、該角度よりさらに小さい角度で傾斜する直線部
   分を凸略円弧と凹略円弧の間に設けたことを特徴とする
   荒加工用総形フライス。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項２記載の荒加工用総
   形フライスにおいて、切れ刃のフォ−ムの曲率が大き
   く、隣接する波形切れ刃間で６０度以上湾曲するとき、
   １刃と次刃とで切れ刃のフォ−ムを出入りさせることを
   特徴とする荒加工用総形フライス。