葉輪以及該葉輪的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具備有直線元素所構成的翼面的翼的葉輪以及該葉輪的加工方法。葉輪的翼具有由如下直線元素構成的翼面，構成該翼面的直線元素不相互平行，延長該直線元素投影于Z軸投影平面時的Z投影線后的線和葉輪的中心線的交點的離原點的距離、與直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，直線元素的Z投影線與葉輪的中心線交叉的角度不是直角，Z投影線相互平行。
【專利說明】葉輪以及該葉輪的加工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有使用由三個直動軸和一個旋轉軸構成的四軸加工機能夠以旋轉工具的側面對葉輪的翼面進行切削加工的這樣的翼面形狀的葉輪以及這樣的葉輪的加工方法。

【背景技術】
[0002]圖15是說明以往的具有一般的翼的葉輪的圖。葉輪I的翼面3具有由多個直線元素2構成的面構成的三維形狀。以往，在這樣的葉輪I的加工時，不考慮當使工具(未圖示)的側線沿構成該葉輪I的翼面3的直線元素2時的、該工具的中心軸的朝向。
[0003]日本特開昭61-109608號公報中公開了如下技術，葉片形成為由η根直線元素構成的三維形狀，通過使立銑刀的軸與該直線元素的朝向?qū)蕘磉M行葉片的加工。但是，不考慮用于與直線元素對準的立銑刀的中心軸的朝向，為了使立銑刀的中心軸與第一直線元素和第η直線元素分別對準，需要五軸的控制。
[0004]日本特開平8-254198號公報中公開了如下技術，主葉片形成為由兩個直線元素構成的三維形狀，通過使立銑刀的中心軸與該直線元素的朝向?qū)蕘砑庸ぴ撝魅~片。但是，該技術不考慮用于與直線元素對準的立銑刀的中心軸的朝向，因此，與上述的日本特開昭61-109608號公報的情況相同，為了使立銑刀的中心軸與兩個直線元素分別對準，需要五軸的控制。
[0005]日本實開平4-54997號公報中公開了對翼面由直線元素構成的葉輪進行傾斜固定并進行三軸加工，但由于構成上述翼面的直線元素相互平行，所以該技術涉及即使不控制工件使之旋轉也能夠進行加工的、具有僅平面彎曲的簡單的翼面形狀的葉輪的加工。
[0006]日本特開2010-269417號公報中公開了通過具有傾斜的旋轉軸的四軸加工來加工葉輪的方法。
[0007]國際公開W091/03648號公報中公開了構成翼面的直線元素與垂直于旋轉軸的平面平行的翼面的加工，但未公開構成翼面的直線元素與垂直于旋轉軸的平面交叉的翼面的加工。
[0008]為了能夠高效地在短時間內(nèi)對葉輪的翼面進行切削加工，將該翼面設為以能夠用工具的側面進行加工的方式由直線元素構成的翼面。在上述直線元素成為相互扭曲的姿勢的情況下，當使工具的側線沿構成翼面的各直線元素、而用該工具側面加工翼時，使工具軸傾斜，從而需要使用了五軸加工機的加工。另外，在欲用四軸加工機加工這樣的翼的情況下，無法用工具的側面加工該翼，從而需要用工具前端進行加工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于，提供如下具有由直線元素所組成的面構成的翼的葉輪以及其加工方法，即使是由處于相互扭曲的姿勢的直線元素所組成的面構成的、在三軸加工機中無法用其工具的側面進行加工那樣的翼的形狀，也能夠利用四軸加工機而用其工具的側面進行加工。
[0010]本發(fā)明的葉輪具備有直線元素所構成的翼面的翼，構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢。此處，在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面，在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線，將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角，將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面，將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線，將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離。
[0011]而且，本發(fā)明的葉輪的第一形態(tài)中，上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，上述直線元素的Z投影線與上述Z軸交叉的角度不是直角，上述直線元素的Z投影線相互平行。
[0012]本發(fā)明的葉輪的第二形態(tài)中，上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓柱狀的工具的圓柱表面的一側線與構成該翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行。
[0013]本發(fā)明的葉輪的第三形態(tài)中，上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓錐狀的工具的圓錐面的一側線與構成翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行。
[0014]本發(fā)明的葉輪的加工方法是利用具有三個直線軸和一個旋轉軸的四軸機床對具備有直線元素所構成的翼面的翼的葉輪進行加工的加工方法，其中，構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢。此處，在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面，在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線，將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角，將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面，將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線，將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離。
[0015]而且，本發(fā)明的葉輪的加工方法的第一形態(tài)中，上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，上述直線元素的Z投影線與上述Z軸交叉的角度不是直角，上述直線元素的Z投影線相互平行。而且，當用圓柱狀的旋轉工具的側面對上述葉輪的翼面進行切削加工時，以上述直線元素的Z投影線與上述葉輪的中心軸的垂線所成的角，將工件旋轉中心軸固定于從水平面傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，使上述旋轉工具以使其側線與上述直線元素對準的方式移動，從而用該旋轉工具的側面對工件進行加工。
[0016]本發(fā)明的葉輪的加工方法的第二形態(tài)中，上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓柱狀的工具的圓柱表面的一側線與構成該翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行。而且，當用圓柱狀的旋轉工具的側面對上述葉輪的翼面進行切削加工時，且在使上述旋轉工具的一側線與構成上述葉輪的翼面的直線元素一致時，以上述工具中心軸的Z投影線與上述葉輪的中心軸的垂線所成的角，將工件旋轉中心軸固定于從水平面傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，并以使上述旋轉工具的側線與上述直線元素對準的方式使上述旋轉工具移動，從而用上述旋轉工具的側面對工件進行加工。
[0017]本發(fā)明的葉輪的加工方法的第三形態(tài)中，上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓錐狀的工具的圓錐面的一側線與構成翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行。而且，當用圓錐狀的旋轉工具的側面對上述葉輪的翼面進行切削加工時，且在使上述旋轉工具的一側線與構成上述葉輪的翼面的直線元素一致時，以上述工具中心軸的Z投影線與葉輪的中心軸的垂線所成的角，將工件旋轉中心軸固定于從水平面傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，并以使上述旋轉工具的側線與上述直線元素對準的方式使上述旋轉工具移動，從而用該旋轉工具側面對上述工件進行加工。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下具有由直線元素所組成的面構成的翼的葉輪以及其加工方法，即使是由處于相互扭曲的姿勢的直線元素所組成的面構成的、在三軸加工機中無法用其工具的側面進行加工那樣的翼的形狀，也能夠利用四軸加工機而用其工具的側面進行加工。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，能夠形成如下葉輪的翼，即使是由處于相互扭曲的姿勢的直線元素所組成的面構成的、在三軸加工機中無法用其工具的側面進行加工那樣的翼形狀，也能夠利用四軸加工機用工具的側面進行加工。
[0019]通過參照附圖的以下的實施例的說明，本發(fā)明的上述的以及其它的目的以及特征會變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是具有三個直線軸(可動軸)的葉輪加工機的主要部分外觀圖。
[0021]圖2是圖1的葉輪加工機的側視圖，是說明其旋轉工作臺固定于傾斜臺、旋轉工作臺的圓盤的旋轉中心軸相對于水平軸(Xa軸)傾斜角度Θ的圖。
[0022]圖3是控制圖1的葉輪加工機的四軸加工機用數(shù)值控制裝置的簡要結構圖。
[0023]圖4是說明為了進行葉輪的翼面的加工而在圖1的葉輪加工機中使用的工具的第一形狀例的圖。
[0024]圖5是說明為了進行葉輪的翼面的加工而在圖1的葉輪加工機中使用的工具的第二形狀例的圖。
[0025]圖6是說明本發(fā)明的葉輪以及葉輪的加工方法的第一實施方式的圖，表示構成翼面的直線元素的Z投影線。
[0026]圖7是從葉輪側面觀察構成圖6的葉輪的翼面的直線元素的圖。
[0027]圖8是從葉輪的中心線(Z軸)方向觀察構成圖6的葉輪的翼面的直線元素的圖。
[0028]圖9是說明圖6的葉輪的翼面的、扭曲角α與Z軸距離Z的關系的圖。
[0029]圖10是說明圖6的葉輪的加工方法的圖。
[0030]圖11是在本發(fā)明的葉輪以及葉輪的加工方法的第二實施方式中，說明具有圓柱狀的面的圖4的工具的中心軸的Z投影線的圖。
[0031]圖12是說明本發(fā)明的葉輪的第二實施方式的加工方法的圖。
[0032]圖13是在本發(fā)明的葉輪以及葉輪的加工方法的第三實施方式中，說明具有圓錐狀的面的圖5的工具的中心軸的Z投影線的圖。
[0033]圖14是說明本發(fā)明的葉輪的第三實施方式的加工方法的圖。
[0034]圖15是說明以往的具有一般的翼的葉輪的一個例子的圖。

【具體實施方式】
[0035]首先，使用圖1以及圖2對葉輪加工機進行說明。
[0036]如圖1所示，葉輪加工機由立式機床構成，符號32是該機床的主軸頭。該立式機床是具有水平兩軸(Xa軸、Ya軸)和垂直一軸(Za軸)的三個直線軸(可動軸)、以及一個旋轉軸(C軸)的四軸加工機。在載置臺36安裝有傾斜臺34，旋轉工作臺20固定于該傾斜臺34。該旋轉工作臺20具備繞其旋轉中心軸28旋轉的圓盤22。旋轉中心軸28相對于水平軸(Xa軸)傾斜。在圓盤22上通過螺栓24安裝有用于安裝工件4的轉接器26。而且，工件4安裝于轉接器26。而且，工件4由工具30切削，從而制成葉輪70 (參照圖6)。用于葉輪70的翼面的加工的工具30使用圖4、圖5所示的形式的工具30a、30b。此外，作為葉輪加工機，也可以代替圖1所示的立式機床，而使用臥式機床來構成葉輪加工機。
[0037]如圖2所示，葉輪加工機的旋轉工作臺20固定于傾斜臺34，旋轉工作臺20的圓盤22的旋轉中心軸28相對于水平軸(Xa軸)傾斜角度Θ。安裝有轉接器26的圓盤22繞旋轉中心軸28旋轉。在轉接器26的一端部安裝工件4。
[0038]圖1的葉輪加工機(機床)由圖3所示的四軸加工機用數(shù)值控制裝置控制。
[0039]CPU41經(jīng)由總線58讀取儲存于存儲器42的ROM區(qū)域的系統(tǒng)程序，根據(jù)該系統(tǒng)程序控制數(shù)值控制裝置40整體。在存儲器42的RAM區(qū)域?qū)簳r的計算數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)以及操作人員經(jīng)由顯示器/MDI單元59輸入的各種數(shù)據(jù)進行儲存。另外，在存儲器42的SRAM等所構成的非易失性存儲器區(qū)域，對經(jīng)由接口 43讀取的加工程序、經(jīng)由顯示器/MDI單元59輸入的加工程序等進行存儲。
[0040]接口 43能夠進行數(shù)值控制裝置40和轉接器等外部設備(未圖示)的連接。從該外部設備讀取加工工序、各種參數(shù)等。另外，能夠使在數(shù)值控制裝置40內(nèi)編輯的加工工序經(jīng)由外部設備(未圖示)而存儲于外部存儲機構。PMC(可編程的機床控制器)44根據(jù)內(nèi)置于數(shù)值控制裝置40的順控程序并經(jīng)由I/O單元向機床的輔助裝置輸出信號并進行控制。另外，接受機床主體所配備的操作盤(未圖示)的各種開關等的信號，在實施了所需要的信號處理之后，將其傳遞至CPU41。
[0041]顯示器/MDI單元59是具備顯示器、鍵盤等的手動數(shù)據(jù)輸入裝置，接口 46接受來自該顯示器/MDI單元59的鍵盤的指令、數(shù)據(jù)而將其傳遞至CPU41。接口 47與具備手動脈沖發(fā)生器等的操作盤60連接。
[0042]各軸(作為三個直線軸的上述Xa軸、Ya軸及Za軸、以及作為一個旋轉軸的C軸)的軸控制電路48、50、52、54接受來自CPU41的各軸的移動指令量，并將各軸的指令輸出至伺服放大器49、51、53、55。上述伺服放大器49、51、53、55接受該指令，而驅(qū)動各軸的伺服馬達61、62、63、64。各軸進行位置、速度的反饋控制(圖3中省略了該結構)。
[0043]伺服馬達61、62、63、64驅(qū)動機床的Xa軸、Ya軸、Za軸、以及C軸，而對圖1所示的四軸加工機械進行驅(qū)動控制。另外，主軸控制電路56接受主軸旋轉指令，向主軸放大器57輸出主軸速度信號。該主軸放大器57接受主軸速度信號，而以所指令的旋轉速度使主軸馬達65旋轉。
[0044]四軸加工機用數(shù)值控制裝置40進行使用Xa軸、Ya軸、以及Za軸這三個直線軸使作為工具的刀具移動、并且以一個旋轉軸(C軸)使工件4旋轉的四軸控制，來對葉輪的整個翼面進行加工。該四軸加工機用數(shù)值控制裝置40的四軸控制使用四軸指令的加工工序。
[0045]接下來，使用圖4以及圖5，對為了進行葉輪的翼面的加工而在圖1的葉輪加工機中使用的工具的第一、第二形狀例進行說明。
[0046]圖4所示的工具的第一形狀例是具有圓柱狀的面5的工具30a，該工具30a繞中心軸6具有圓柱狀的面5，以工具30a的圓柱的側線7來加工工件4。另一方面，圖5所示的工具的第二形狀例是具有圓錐狀的面8的工具30b，該工具30b繞中心軸9具有圓錐狀的面8，以工具30b的圓錐的側線10來加工工件4。
[0047]對使用作為上述的四軸加工機的葉輪加工機而加工的葉輪進行說明。如上所述，本發(fā)明的目的在于提供如下具有由直線元素所組成的面構成的翼的葉輪以及其加工方法，即使是由處于相互扭曲的姿勢的直線元素所組成的面構成的、在三軸加工機中無法用其工具的側面進行加工那樣的翼的形狀，也能夠利用四軸加工機而用其工具的側面進行加工。因此，當使圓柱狀或者圓錐狀的旋轉工具的圓柱或者圓錐的一側線沿著構成葉輪的翼面的直線元素時，且在將該直線元素或者圓柱或圓錐的中心軸在包括葉輪的中心軸的平面投影時，該投影的線相互平行，以上述這樣的直線元素構成葉輪的翼面。
[0048]以下，對各實施方式的葉輪的形狀以及其葉輪的加工方法進行說明。
[0049]首先，使用圖6?圖9對本發(fā)明的葉輪以及葉輪的加工方法的第一實施方式進行說明。
[0050]如圖6所示，葉輪70的翼(葉片)的構成其翼面的直線元素71不相互平行而處于扭曲的姿勢。
[0051]如圖7所示，在作為葉輪70的中心軸的Z軸74上的規(guī)定的位置設定原點79，并如圖8所示地將通過該原點79且與Z軸74正交的平面設為XY平面77。在該XY平面77上設定X軸78。接下來，將構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71投影于XY平面77時的投影線設為XY投影線76。將該XY投影線76與X軸78所成的角度設為直線元素的扭曲角α (圖8中，作為直線元素的扭曲角表示了 α 1、α 2、α 3、α 4)。
[0052]如圖6所示，將包括Z軸74且與構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71的任一個XY投影線76均不垂直的平面設為Z軸投影平面75。如圖7所示，將構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71 (以下，將構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71簡稱為“直線元素71”)投影于Z軸投影平面75時的投影線設為直線元素的Z投影線72。并且，如圖7所示，將延長直線元素的Z投影線72后的線和作為葉輪70的中心軸的Z軸74的交點80的離原點79的距離設為直線元素的Z軸距離81 (圖7中，作為直線元素的Z軸距離81表示了 Zl、Z2、Z3、Z4)。
[0053]而且，葉輪70的翼由如下直線元素所組成的面構成，即、直線元素的Z軸距離81與直線元素的扭曲角α的關系由圖9的曲線82表示，并且，直線元素的Z投影線72與Z軸74交叉的角度不是直角，直線元素的Z投影線72相互平行。
[0054]圖10是說明第一實施方式(圖5)的葉輪的加工方法的圖。
[0055]利用具有三個直線軸和一個旋轉軸的四軸機床來加工葉輪70。當用圓柱狀的旋轉工具30a (圖4)的側面對葉輪70的翼面進行切削加工時，將當直線元素71投影于包括該葉輪70的中心軸(Z軸74)的Z軸投影平面75時的投影線(直線元素的Z投影線72)與葉輪70的中心軸(Z軸74)的垂線所成的角度設為角Θ，以該角Θ將工件旋轉中心軸固定于從水平面90傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，并使圓柱狀的旋轉工具(工具30a)以其側線對準直線元素71的方式移動，從而以該工具30a的側面對工件進行加工。
[0056]接下來，使用圖11以及圖12對本發(fā)明的葉輪以及葉輪的加工方法的第二實施方式進行說明。
[0057]圖11是在該實施方式中說明具有圓柱狀的面的工具的中心軸的Z投影線的圖。
[0058]與圖6?圖9所示的結構相同，葉輪70具備有由如下直線元素構成的翼面的翼，構成翼面的直線元素71不相互平行而處于扭曲的姿勢。在作為葉輪70的中心軸的Z軸74上的規(guī)定的位置設定原點79，將通過該原點79且與Z軸74正交的平面設為XY平面77。在該XY平面77上設定X軸78。而且，將構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71投影于XY平面77時的投影線設為直線元素的XY投影線76。將該直線元素的XY投影線76與X軸78所成的角度設為直線元素的扭曲角a。
[0059]如圖11所示，將包括Z軸74、且與構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71的任一個XY投影線76均不垂直的平面設為Z軸投影平面75。如圖12所示，將直線元素71投影于上述Z軸投影平面75時的投影線設為直線元素的Z投影線72。并且，將延長直線元素的Z投影線72后的線和作為葉輪70的中心軸的Z軸74的交點80的、離原點79的距離設為直線元素的Z軸距離81。
[0060]而且，葉輪70的翼由如下直線元素所組成的面構成，即、直線元素的Z軸距離81與直線元素的扭曲角α的關系由曲線表示，并且，當使工具30a的圓柱的一側線與直線元素71 —致時，該工具30a的中心軸6投影于Z軸投影平面75時的投影線(工具中心軸的Z投影線)85與葉輪中心軸(Z軸74)交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的投影線85相互平行。
[0061]此外，圖11中，符號84表示使工具30a的圓柱的一側線沿直線元素71的狀態(tài)。
[0062]圖12是說明該實施方式的葉輪的加工方法的圖。
[0063]利用具有三個直線軸和一個旋轉軸的四軸機床對葉輪70進行加工。當以圓柱狀的旋轉工具30a(圖4)的側面對葉輪70的翼面進行切削加工時，且當使工具30a的圓柱的一側線7 (圖4)與構成該葉輪70的翼面的直線元素71 一致時，將該工具的中心軸6投影于Z軸投影平面75時的投影線(工具中心軸的Z投影線85)與葉輪70的中心軸(Z軸74)的垂線所成的角度設為角Θ，以該角Θ將工件旋轉中心軸固定于從水平面90傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，使旋轉工具30a的側線以與直線元素71對準的方式移動，以該工具30a的側面加工工件。
[0064]此外，圖12中，符號86表示使工具30b的圓柱的一側線沿著直線元素71的狀態(tài)。
[0065]接下來，使用圖13以及圖14對本發(fā)明的葉輪以及葉輪的加工方法的第三實施方式進行說明。
[0066]圖13是在該實施方式中說明具有圓錐狀的面的工具的中心軸的Z投影線的圖。
[0067]與圖6?圖9所示的結構相同，葉輪70具備有由以下直線元素構成的翼面的翼，構成翼面的直線元素71不相互平行而處于扭曲的姿勢。在作為葉輪70的中心軸的Z軸74上的規(guī)定的位置設定原點79，將通過該原點79且與Z軸74正交的平面設為XY平面77。在該XY平面77上設定X軸78。而且，將構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71投影于XY平面77時的投影線設為直線元素的XY投影線76。而且，將直線元素的XY投影線76與X軸78所成的角度設為直線元素的扭曲角a。
[0068]另外，將包括Z軸74、且與構成葉輪70的翼的翼面的直線元素71的任一個XY投影線76均不垂直的平面設為Z軸投影平面75。
[0069]將直線元素71投影于Z軸投影平面75時的投影線設為直線元素的Z投影線72。并且，將延長直線元素的Z投影線72后的線和Z軸74的交點80的、離原點79的距離設為直線元素的Z軸距離81。
[0070]而且，葉輪70的翼由如下直線元素所組成的面構成，即、直線元素的Z軸距離81與直線元素的扭曲角α的關系由曲線表示，并且，當使工具30b的圓錐面的側線10(圖5)與直線元素71 一致時，該工具30b的中心軸9投影于Z軸投影平面75時的投影線(工具中心軸的Z投影線)87與葉輪中心軸9交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線87相互平行。
[0071]圖14是說明該實施方式的葉輪的加工方法的圖。
[0072]利用具有三個直線軸和一個旋轉軸的四軸機床對葉輪70進行加工。當以圓錐面狀的旋轉工具30b (圖5)的側面對葉輪70的翼面進行切削加工時，且當使工具30b的圓錐面的一側線10(圖5)與構成該葉輪70的翼面的直線元素71 一致時，將該工具30b的中心軸9投影于Z軸投影平面75時的投影線(直線元素的XY投影線76)與葉輪70的中心軸(Z軸74)的垂線所成的角度設為角Θ，以該角Θ將工件旋轉中心軸固定于從水平面90傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，使旋轉工具(30b)的側線以與直線元素71對準的方式移動，以該工具30b的側面加工工件。
【權利要求】
1.一種葉輪，其具備有直線元素所構成的翼面的翼， 上述葉輪的特征在于， 構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面， 在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線， 將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角， 將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面， 將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線， 將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離，而且， 上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，上述直線元素的Z投影線與上述Z軸交叉的角度不是直角，上述直線元素的Z投影線相互平行。
2.一種葉輪，其具備有直線元素所構成的翼面的翼， 上述葉輪的特征在于， 構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面， 在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線， 將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角， 將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面， 將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線， 將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離，而且， 上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓柱狀的工具的圓柱表面的一側線與構成該翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行。
3.一種葉輪，其具備有直線元素所構成的翼面的翼， 上述葉輪的特征在于， 構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面， 在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線， 將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角， 將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面， 將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線， 將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離，而且， 上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓錐狀的工具的圓錐面的一側線與構成翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行。
4.一種葉輪的加工方法，其利用具有三個直線軸和一個旋轉軸的四軸機床對具備有直線元素所構成的翼面的翼的葉輪進行加工， 上述葉輪的加工方法的特征在于， 構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面， 在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線， 將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角， 將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面， 將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線， 將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離， 上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，上述直線元素的Z投影線與上述Z軸交叉的角度不是直角，上述直線元素的Z投影線相互平行，而且， 當用圓柱狀的旋轉工具的側面對上述葉輪的翼面進行切削加工時，以上述直線元素的Z投影線與上述葉輪的中心軸的垂線所成的角，將工件旋轉中心軸固定于從水平面傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，使上述旋轉工具以使其側線與上述直線元素對準的方式移動，從而用該旋轉工具的側面對工件進行加工。
5.一種葉輪的加工方法，其利用具有三個直線軸和一個旋轉軸的四軸機床對具備有直線元素所構成的翼面的翼的葉輪進行加工， 上述葉輪的加工方法的特征在于， 構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面， 在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線， 將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角， 將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面， 將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線， 將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離， 上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓柱狀的工具的圓柱表面的一側線與構成該翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行，而且， 當用圓柱狀的旋轉工具的側面對上述葉輪的翼面進行切削加工時，且在使上述旋轉工具的一側線與構成上述葉輪的翼面的直線元素一致時，以上述工具中心軸的Z投影線與上述葉輪的中心軸的垂線所成的角，將工件旋轉中心軸固定于從水平面傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，并以使上述旋轉工具的側線與上述直線元素對準的方式使上述旋轉工具移動，從而用上述旋轉工具的側面對工件進行加工。
6.一種葉輪的加工方法，其利用具有三個直線軸和一個旋轉軸的四軸機床對具備有直線元素所構成的翼面的翼的葉輪進行加工， 上述葉輪的加工方法的特征在于， 構成上述葉輪的翼面的直線元素不相互平行而處于扭曲的姿勢， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設定原點，并將通過該原點且與上述Z軸正交的平面設為XY平面， 在上述XY平面上設定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時的投影線設為直線元素的XY投影線， 將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設為直線元素的扭曲角， 將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個均不垂直的平面設為Z軸投影平面， 將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時的投影線設為直線元素的Z投影線， 將延長上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點離上述原點的距離設為直線元素的Z軸距離， 上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構成:上述直線元素的Z軸距離與上述直線元素的扭曲角的關系由曲線表示，并且，當使圓錐狀的工具的圓錐面的一側線與構成翼面的直線元素一致時，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時的投影線的工具中心軸的Z投影線與上述葉輪中心軸交叉的角度不是直角，上述工具中心軸的Z投影線相互平行，而且， 當用圓錐狀的旋轉工具的側面對上述葉輪的翼面進行切削加工時，且在使上述旋轉工具的一側線與構成上述葉輪的翼面的直線元素一致時，以上述工具中心軸的Z投影線與葉輪的中心軸的垂線所成的角，將工件旋轉中心軸固定于從水平面傾斜的位置，并在該狀態(tài)下控制工件使之旋轉，并以使上述旋轉工具的側線與上述直線元素對準的方式使上述旋轉工具移動，從而用旋轉工具側面對上述工件進行加工。
【文檔編號】B23C3/18GK104275516SQ201410331359
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2013年7月11日
【發(fā)明者】奧田真司 申請人:發(fā)那科株式會社