加工裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及加工裝置，該加工裝置使用同一工序加工具有軸孔和以該軸孔為中心配置的葉片的工件的軸孔和葉片，從而能夠以高精度進行加工。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器為了以200000min 1這樣的非常高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，要求其壓縮機的葉輪的加工精度、尤其是軸孔與葉片的同軸度有非常高的精度。作為以高精度加工這樣的葉輪的軸孔與葉片的同軸度的技術(shù)，在日本專利第5468556號公報中記載了如下工作機械:該工作機械用于對渦輪增壓器的壓縮機葉輪進行銑削加工，為了制造葉輪而將突起嵌合于形成了輪廓和中心孔的工件的中心孔，來將工件定位、固定并加工葉片。
[0003]另外，在日本特開2013-139066號公報中，記載了如下的葉輪的制造裝置和制造方法:以利用第一卡盤把持著棒狀的工件的狀態(tài)，利用車刀對工件外周進行車削加工，接著，利用開孔工具(車刀、鉸刀)貫穿設置中心孔，然后利用立銑刀加工葉片。
[0004]在日本專利第5468556號公報的發(fā)明中，在形成工件的軸孔之后將工件再次定位來加工葉片，因此，存在在工件的軸孔與葉片之間產(chǎn)生基于定位誤差的加工誤差的問題。關于這一點，在日本特開2013-139066號公報的發(fā)明中，從利用第 ^盤把持著的狀態(tài)開始，將工件的外周的車削、軸孔的貫穿設置以及葉片的銑削加工一并地進行，因此，加工精度、尤其是軸孔與葉片的同軸度有所提高，但是，加工裝置成為具備除了銑削加工頭以外的車削加工頭或第二工件加工頭的專用機械，變得非常復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明以解決這樣的以往技術(shù)的問題作為技術(shù)課題，目的在于提供一種加工裝置，該加工裝置即使不是如日本特開2013-139066號公報那樣復雜的專用機械，也能夠以高精度來加工如渦輪增壓器的壓縮機的葉輪那樣的、具有軸孔和以該軸孔為中心配置的葉片的工件的軸孔與葉片的同軸度。
[0006]為了達成上述目的，根據(jù)本發(fā)明，在加工具有軸孔和以該軸孔為中心配置的葉片的工件的加工裝置中，具備:旋轉(zhuǎn)進給軸；轉(zhuǎn)臺，在所述轉(zhuǎn)臺上以旋轉(zhuǎn)進給軸的軸線與工件的軸孔的軸線重合的方式配置工件，所述轉(zhuǎn)臺利用旋轉(zhuǎn)進給軸旋轉(zhuǎn)；抵接部件，所述抵接部件用以旋轉(zhuǎn)進給軸的軸線為中心的環(huán)狀或有缺口的環(huán)狀的端面與工件抵接；上部夾具，所述上部夾具以將旋轉(zhuǎn)進給軸的軸線作為中心能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承抵接部件，并用抵接部件將工件向轉(zhuǎn)臺推壓并固定。
[0007]由于用環(huán)狀的抵接部件推壓工件來進行葉輪的加工，因此，能夠以用上部夾具推壓工件的狀態(tài)進行工件的軸孔的加工。另外，由于抵接部件能夠旋轉(zhuǎn)地被支承，工件被推壓于轉(zhuǎn)臺，因此，能夠以用上部夾具推壓工件的狀態(tài)使工件旋轉(zhuǎn)，能夠使工件旋轉(zhuǎn)移動到也能夠?qū)⒂缮喜繆A具擋住的工件的外周部分加工的位置。由此，能夠用同一工序加工軸孔和葉片，因此，能夠使相對于軸孔的同軸精度良好地加工葉片。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供了還具備卡盤的加工裝置，所述卡盤設置于轉(zhuǎn)臺，并把持工件的外周面。通過用卡盤把持工件的外周面，使工件的中心與使轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)進給軸的軸線大致重合，減少工件的偏離，從而減少了無用的切割量，能夠進行高效率、高精度的加工。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，提供了還具備夾具的加工裝置，所述夾具配置于卡盤的中心部，并支承工件的下表面。對于用于渦輪增壓器等的葉輪而言，在切削出葉片之后所保留下來的外周面很少，所以卡盤只能與工件的很少的一部分接觸。因此，通過用支承工件的下表面的夾具承受上部夾具的推壓力，從而能夠可靠地保持，使工件的葉片形狀不會因推壓力或加工負荷而扭曲，能夠高精度地進行加工。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供了還具備設置有旋轉(zhuǎn)進給軸和上部夾具的傾斜臺以及使傾斜臺傾斜的傾斜進給軸的加工裝置，上部夾具具有:設置于傾斜臺的支柱；回轉(zhuǎn)軸，所述回轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)進給軸的軸線平行地延伸，沿旋轉(zhuǎn)進給軸的軸線方向能夠往復運動地設置，并由支柱可回轉(zhuǎn)地支承；夾持臂，所述夾持臂結(jié)合于該回轉(zhuǎn)軸的前端。上部夾具具有夾持臂，能夠自如地變動為夾緊和非夾緊的形態(tài)，因此，能夠高效地進行工件的交換，能夠縮短工序時間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，提供了還具備定位機構(gòu)的加工裝置，所述定位機構(gòu)用于將抵接部件定位在固定于轉(zhuǎn)臺的工件的上方。另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種加工裝置，其中，定位機構(gòu)包含:一對定位銷，所述一對定位銷在支柱的側(cè)面朝向側(cè)方地以規(guī)定的間隔配置；嵌合銷，所述嵌合銷以當?shù)纸硬考蚬ぜ姆较蛞苿恿藭r嵌合于一對定位銷之間的方式設置于夾持臂。利用定位機構(gòu)，能夠使抵接部件的中心與使轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)進給軸的軸線高精度地重合。抵接部件的旋轉(zhuǎn)動作與轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)動作的偏差越小，越能夠使工件順利地旋轉(zhuǎn)，能夠高精度地進行加工。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，將工件固定于轉(zhuǎn)臺之后，用一次工序?qū)⑤S孔和葉片一并地加工，因此，能夠以高精度加工軸孔與葉片的同軸度。另外，加工裝置不是專用機械，而是通用的五軸的工作機械，因此，能夠以比較低的成本實現(xiàn)。此外，在將工件固定于轉(zhuǎn)臺之后，不需要取下工件就將軸孔和葉片一并地加工，因此加工時間縮短。
[0013]下面從附圖所示的本發(fā)明的典型實施方式的詳細的說明中，進一步了解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點以及其它的目的、特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的加工裝置的主視圖。
[0015]圖2是沿圖1的箭頭線I1-1I的剖視圖。
[0016]圖3是表示位于非夾緊位置的夾持臂的、從托架的上方觀察的俯視圖。
[0017]圖4是表示位于夾緊位置的夾持臂的、從托架的上方觀察的俯視圖。
[0018]圖5是表示軸孔加工中的狀態(tài)的、沿圖4的箭頭線V-V的剖視圖。
[0019]圖6是表示葉片加工中的狀態(tài)的、沿圖4的箭頭線V-V的剖視圖。
[0020]圖7是托架、轉(zhuǎn)臺、卡盤、工件和上部夾具的立體圖。
[0021]圖8是托架、轉(zhuǎn)臺、卡盤、工件和上部夾具的俯視圖。
[0022]圖9是沿圖8的箭頭線IX-1X的、上部夾具、工件、卡盤和轉(zhuǎn)臺的示意剖視圖。
[0023]圖10是表示位于上方位置的上部夾具的、沿圖8的箭頭線X-X的方向觀察的示意側(cè)視圖。
[0024]圖11是表示位于下方位置的上部夾具的、沿圖8的箭頭線X-X的方向觀察的示意側(cè)視圖。
[0025]圖12是表示對軸孔進行倒角加工的情況的、上部夾具和工件的局部放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。此外，在本實施方式中，作為具有軸孔和以該軸孔為中心配置的葉片的工件W，以渦輪增壓器的壓縮機葉輪為例進行說明，但無需贅言，本發(fā)明不限定于該情況。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的工作機械10具備:作為基臺的底座12 ;滑鞍14，所述滑鞍14以在所述底座12上沿水平前后方向(Y軸方向)能夠移動的方式設置；滑塊16，所述滑塊16以沿所述滑鞍14的上表面并沿水平左右方向(X軸方向)能夠移動的方式設置；主軸頭18，所述主軸頭18以沿鉛垂方向(Z軸方向)能夠移動的方式設置于所述滑塊16的前端部；以及托架26，所述托架26設置于底座12，并作為傾斜臺。
[0028]主軸頭18以將鉛垂方向的旋轉(zhuǎn)軸線O作為中心能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承主軸20。底座12具有沿上下方向高度不同的上段面12a和下段面12b，沿X軸方向觀察時，截面形成為大致L字形?；?4設置于底座12的上段面12a，托架26以與主軸20的前端(下端)相對的方式設置于底座12的下段面12b。
[0029]更詳細地說，托架26在底座12的下段面12b上被沿X軸方向分離配置的基部22、24以沿A軸(傾斜進給軸)方向能夠旋轉(zhuǎn)進給的方式被支承，所述A軸是圍繞與X軸平行地延伸的軸線的旋轉(zhuǎn)進給方向。在托架26上安裝有轉(zhuǎn)臺28，所述轉(zhuǎn)臺28能夠沿C軸方向旋轉(zhuǎn)進給，所述C軸方向是圍繞相對于所述托架26垂直并且與A軸的軸線垂直的軸線的旋轉(zhuǎn)進給的方向。這樣，工作機械10構(gòu)成為在X軸、Y軸、Z軸這三個正交的進給軸的基礎上還具有A軸和C軸這兩個旋轉(zhuǎn)進給軸的五軸工作機械。
[0030]在托架26上還安裝有上部夾具30，所述上部夾具30將固定于轉(zhuǎn)臺28的工件W從上方夾緊。上部夾具30包含直立設置于托架26的支柱32、安裝于該支柱32的上端的夾持臂34、以及抵接部件36 (圖5)，所述抵接部件36以能夠與固定于轉(zhuǎn)臺28的工件W的最上部抵接的方式設置于夾持臂34的前端。抵接部件36是具有沿其長邊的