JP3673358B2 - 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

Description

【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)Siegfried Neumann、特別印刷Ｎｏ．９ Koellmann Maschineu fau 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沈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ＨＳＳ−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２０ｅ）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２１，２１′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′，２１″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２１，２１′，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′，２１″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，１６ｃ，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，２１３ａ，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２１２ｄ，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２１″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，２１１ｃ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，２１３ｃ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２１′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１１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，２ｅ，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、 １１ 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

Claims (20)

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. 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）の間に反転切削チップ（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. 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. 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. 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. 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. 反転切削チップ（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. 反転切削チップ（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８の吊鐘形の沈めフライス（１１′）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. 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. 反転切削チップ（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. 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′，２１″）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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 吊鐘形の沈めフライスが請求項７と８による吊鐘形の沈めフライスである、請求項１６記載の方法。

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