叶轮以及该叶轮的加工方法
【专利摘要】本发明提供具备有直线元素所构成的翼面的翼的叶轮以及该叶轮的加工方法。叶轮的翼具有由如下直线元素构成的翼面，构成该翼面的直线元素不相互平行，延长该直线元素投影于Z轴投影平面时的Z投影线后的线和叶轮的中心线的交点的离原点的距离、与直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，直线元素的Z投影线与叶轮的中心线交叉的角度不是直角，Z投影线相互平行。
【专利说明】叶轮以及该叶轮的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有使用由三个直动轴和一个旋转轴构成的四轴加工机能够以旋转工具的侧面对叶轮的翼面进行切削加工的这样的翼面形状的叶轮以及这样的叶轮的加工方法。
【背景技术】
[0002]图15是说明以往的具有一般的翼的叶轮的图。叶轮I的翼面3具有由多个直线元素2构成的面构成的三维形状。以往，在这样的叶轮I的加工时，不考虑当使工具(未图示)的侧线沿构成该叶轮I的翼面3的直线元素2时的、该工具的中心轴的朝向。
[0003]日本特开昭61-109608号公报中公开了如下技术，叶片形成为由η根直线元素构成的三维形状，通过使立铣刀的轴与该直线元素的朝向对准来进行叶片的加工。但是，不考虑用于与直线元素对准的立铣刀的中心轴的朝向，为了使立铣刀的中心轴与第一直线元素和第η直线元素分别对准，需要五轴的控制。
[0004]日本特开平8-254198号公报中公开了如下技术，主叶片形成为由两个直线元素构成的三维形状，通过使立铣刀的中心轴与该直线元素的朝向对准来加工该主叶片。但是，该技术不考虑用于与直线元素对准的立铣刀的中心轴的朝向，因此，与上述的日本特开昭61-109608号公报的情况相同，为了使立铣刀的中心轴与两个直线元素分别对准，需要五轴的控制。
[0005]日本实开平4-54997号公报中公开了对翼面由直线元素构成的叶轮进行倾斜固定并进行三轴加工，但由于构成上述翼面的直线元素相互平行，所以该技术涉及即使不控制工件使之旋转也能够进行加工的、具有仅平面弯曲的简单的翼面形状的叶轮的加工。
[0006]日本特开2010-269417号公报中公开了通过具有倾斜的旋转轴的四轴加工来加工叶轮的方法。
[0007]国际公开W091/03648号公报中公开了构成翼面的直线元素与垂直于旋转轴的平面平行的翼面的加工，但未公开构成翼面的直线元素与垂直于旋转轴的平面交叉的翼面的加工。
[0008]为了能够高效地在短时间内对叶轮的翼面进行切削加工，将该翼面设为以能够用工具的侧面进行加工的方式由直线元素构成的翼面。在上述直线元素成为相互扭曲的姿势的情况下，当使工具的侧线沿构成翼面的各直线元素、而用该工具侧面加工翼时，使工具轴倾斜，从而需要使用了五轴加工机的加工。另外，在欲用四轴加工机加工这样的翼的情况下，无法用工具的侧面加工该翼，从而需要用工具前端进行加工。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的在于，提供如下具有由直线元素所组成的面构成的翼的叶轮以及其加工方法，即使是由处于相互扭曲的姿势的直线元素所组成的面构成的、在三轴加工机中无法用其工具的侧面进行加工那样的翼的形状，也能够利用四轴加工机而用其工具的侧面进行加工。
[0010]本发明的叶轮具备有直线元素所构成的翼面的翼，构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势。此处，在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面，在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线，将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角，将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面，将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线，将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离。
[0011]而且，本发明的叶轮的第一形态中，上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，上述直线元素的Z投影线与上述Z轴交叉的角度不是直角，上述直线元素的Z投影线相互平行。
[0012]本发明的叶轮的第二形态中，上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆柱状的工具的圆柱表面的一侧线与构成该翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行。
[0013]本发明的叶轮的第三形态中，上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆锥状的工具的圆锥面的一侧线与构成翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行。
[0014]本发明的叶轮的加工方法是利用具有三个直线轴和一个旋转轴的四轴机床对具备有直线元素所构成的翼面的翼的叶轮进行加工的加工方法，其中，构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势。此处，在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面，在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线，将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角，将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面，将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线，将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离。
[0015]而且，本发明的叶轮的加工方法的第一形态中，上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，上述直线元素的Z投影线与上述Z轴交叉的角度不是直角，上述直线元素的Z投影线相互平行。而且，当用圆柱状的旋转工具的侧面对上述叶轮的翼面进行切削加工时，以上述直线元素的Z投影线与上述叶轮的中心轴的垂线所成的角，将工件旋转中心轴固定于从水平面倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，使上述旋转工具以使其侧线与上述直线元素对准的方式移动，从而用该旋转工具的侧面对工件进行加工。
[0016]本发明的叶轮的加工方法的第二形态中，上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆柱状的工具的圆柱表面的一侧线与构成该翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行。而且，当用圆柱状的旋转工具的侧面对上述叶轮的翼面进行切削加工时，且在使上述旋转工具的一侧线与构成上述叶轮的翼面的直线元素一致时，以上述工具中心轴的Z投影线与上述叶轮的中心轴的垂线所成的角，将工件旋转中心轴固定于从水平面倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，并以使上述旋转工具的侧线与上述直线元素对准的方式使上述旋转工具移动，从而用上述旋转工具的侧面对工件进行加工。
[0017]本发明的叶轮的加工方法的第三形态中，上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆锥状的工具的圆锥面的一侧线与构成翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行。而且，当用圆锥状的旋转工具的侧面对上述叶轮的翼面进行切削加工时，且在使上述旋转工具的一侧线与构成上述叶轮的翼面的直线元素一致时，以上述工具中心轴的Z投影线与叶轮的中心轴的垂线所成的角，将工件旋转中心轴固定于从水平面倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，并以使上述旋转工具的侧线与上述直线元素对准的方式使上述旋转工具移动，从而用该旋转工具侧面对上述工件进行加工。
[0018]根据本发明，能够提供如下具有由直线元素所组成的面构成的翼的叶轮以及其加工方法，即使是由处于相互扭曲的姿势的直线元素所组成的面构成的、在三轴加工机中无法用其工具的侧面进行加工那样的翼的形状，也能够利用四轴加工机而用其工具的侧面进行加工。换句话说，根据本发明，能够形成如下叶轮的翼，即使是由处于相互扭曲的姿势的直线元素所组成的面构成的、在三轴加工机中无法用其工具的侧面进行加工那样的翼形状，也能够利用四轴加工机用工具的侧面进行加工。
[0019]通过参照附图的以下的实施例的说明，本发明的上述的以及其它的目的以及特征会变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是具有三个直线轴(可动轴)的叶轮加工机的主要部分外观图。
[0021]图2是图1的叶轮加工机的侧视图，是说明其旋转工作台固定于倾斜台、旋转工作台的圆盘的旋转中心轴相对于水平轴(Xa轴)倾斜角度Θ的图。
[0022]图3是控制图1的叶轮加工机的四轴加工机用数值控制装置的简要结构图。
[0023]图4是说明为了进行叶轮的翼面的加工而在图1的叶轮加工机中使用的工具的第一形状例的图。
[0024]图5是说明为了进行叶轮的翼面的加工而在图1的叶轮加工机中使用的工具的第二形状例的图。
[0025]图6是说明本发明的叶轮以及叶轮的加工方法的第一实施方式的图，表示构成翼面的直线元素的Z投影线。
[0026]图7是从叶轮侧面观察构成图6的叶轮的翼面的直线元素的图。
[0027]图8是从叶轮的中心线(Z轴)方向观察构成图6的叶轮的翼面的直线元素的图。
[0028]图9是说明图6的叶轮的翼面的、扭曲角α与Z轴距离Z的关系的图。
[0029]图10是说明图6的叶轮的加工方法的图。
[0030]图11是在本发明的叶轮以及叶轮的加工方法的第二实施方式中，说明具有圆柱状的面的图4的工具的中心轴的Z投影线的图。
[0031]图12是说明本发明的叶轮的第二实施方式的加工方法的图。
[0032]图13是在本发明的叶轮以及叶轮的加工方法的第三实施方式中，说明具有圆锥状的面的图5的工具的中心轴的Z投影线的图。
[0033]图14是说明本发明的叶轮的第三实施方式的加工方法的图。
[0034]图15是说明以往的具有一般的翼的叶轮的一个例子的图。
【具体实施方式】
[0035]首先，使用图1以及图2对叶轮加工机进行说明。
[0036]如图1所示，叶轮加工机由立式机床构成，符号32是该机床的主轴头。该立式机床是具有水平两轴(Xa轴、Ya轴)和垂直一轴(Za轴)的三个直线轴(可动轴)、以及一个旋转轴(C轴)的四轴加工机。在载置台36安装有倾斜台34，旋转工作台20固定于该倾斜台34。该旋转工作台20具备绕其旋转中心轴28旋转的圆盘22。旋转中心轴28相对于水平轴(Xa轴)倾斜。在圆盘22上通过螺栓24安装有用于安装工件4的转接器26。而且，工件4安装于转接器26。而且，工件4由工具30切削，从而制成叶轮70 (参照图6)。用于叶轮70的翼面的加工的工具30使用图4、图5所示的形式的工具30a、30b。此外，作为叶轮加工机，也可以代替图1所示的立式机床，而使用卧式机床来构成叶轮加工机。
[0037]如图2所示，叶轮加工机的旋转工作台20固定于倾斜台34，旋转工作台20的圆盘22的旋转中心轴28相对于水平轴(Xa轴)倾斜角度Θ。安装有转接器26的圆盘22绕旋转中心轴28旋转。在转接器26的一端部安装工件4。
[0038]图1的叶轮加工机(机床)由图3所示的四轴加工机用数值控制装置控制。
[0039]CPU41经由总线58读取储存于存储器42的ROM区域的系统程序，根据该系统程序控制数值控制装置40整体。在存储器42的RAM区域对暂时的计算数据、显示数据以及操作人员经由显示器/MDI单元59输入的各种数据进行储存。另外，在存储器42的SRAM等所构成的非易失性存储器区域，对经由接口 43读取的加工程序、经由显示器/MDI单元59输入的加工程序等进行存储。
[0040]接口 43能够进行数值控制装置40和转接器等外部设备(未图示)的连接。从该外部设备读取加工工序、各种参数等。另外，能够使在数值控制装置40内编辑的加工工序经由外部设备(未图示)而存储于外部存储机构。PMC(可编程的机床控制器)44根据内置于数值控制装置40的顺控程序并经由I/O单元向机床的辅助装置输出信号并进行控制。另外，接受机床主体所配备的操作盘(未图示)的各种开关等的信号，在实施了所需要的信号处理之后，将其传递至CPU41。
[0041]显示器/MDI单元59是具备显示器、键盘等的手动数据输入装置，接口 46接受来自该显示器/MDI单元59的键盘的指令、数据而将其传递至CPU41。接口 47与具备手动脉冲发生器等的操作盘60连接。
[0042]各轴(作为三个直线轴的上述Xa轴、Ya轴及Za轴、以及作为一个旋转轴的C轴)的轴控制电路48、50、52、54接受来自CPU41的各轴的移动指令量，并将各轴的指令输出至伺服放大器49、51、53、55。上述伺服放大器49、51、53、55接受该指令，而驱动各轴的伺服马达61、62、63、64。各轴进行位置、速度的反馈控制(图3中省略了该结构)。
[0043]伺服马达61、62、63、64驱动机床的Xa轴、Ya轴、Za轴、以及C轴，而对图1所示的四轴加工机械进行驱动控制。另外，主轴控制电路56接受主轴旋转指令，向主轴放大器57输出主轴速度信号。该主轴放大器57接受主轴速度信号，而以所指令的旋转速度使主轴马达65旋转。
[0044]四轴加工机用数值控制装置40进行使用Xa轴、Ya轴、以及Za轴这三个直线轴使作为工具的刀具移动、并且以一个旋转轴(C轴)使工件4旋转的四轴控制，来对叶轮的整个翼面进行加工。该四轴加工机用数值控制装置40的四轴控制使用四轴指令的加工工序。
[0045]接下来，使用图4以及图5，对为了进行叶轮的翼面的加工而在图1的叶轮加工机中使用的工具的第一、第二形状例进行说明。
[0046]图4所示的工具的第一形状例是具有圆柱状的面5的工具30a，该工具30a绕中心轴6具有圆柱状的面5，以工具30a的圆柱的侧线7来加工工件4。另一方面，图5所示的工具的第二形状例是具有圆锥状的面8的工具30b，该工具30b绕中心轴9具有圆锥状的面8，以工具30b的圆锥的侧线10来加工工件4。
[0047]对使用作为上述的四轴加工机的叶轮加工机而加工的叶轮进行说明。如上所述，本发明的目的在于提供如下具有由直线元素所组成的面构成的翼的叶轮以及其加工方法，即使是由处于相互扭曲的姿势的直线元素所组成的面构成的、在三轴加工机中无法用其工具的侧面进行加工那样的翼的形状，也能够利用四轴加工机而用其工具的侧面进行加工。因此，当使圆柱状或者圆锥状的旋转工具的圆柱或者圆锥的一侧线沿着构成叶轮的翼面的直线元素时，且在将该直线元素或者圆柱或圆锥的中心轴在包括叶轮的中心轴的平面投影时，该投影的线相互平行，以上述这样的直线元素构成叶轮的翼面。
[0048]以下，对各实施方式的叶轮的形状以及其叶轮的加工方法进行说明。
[0049]首先，使用图6?图9对本发明的叶轮以及叶轮的加工方法的第一实施方式进行说明。
[0050]如图6所示，叶轮70的翼(叶片)的构成其翼面的直线元素71不相互平行而处于扭曲的姿势。
[0051]如图7所示，在作为叶轮70的中心轴的Z轴74上的规定的位置设定原点79，并如图8所示地将通过该原点79且与Z轴74正交的平面设为XY平面77。在该XY平面77上设定X轴78。接下来，将构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71投影于XY平面77时的投影线设为XY投影线76。将该XY投影线76与X轴78所成的角度设为直线元素的扭曲角α (图8中，作为直线元素的扭曲角表示了 α 1、α 2、α 3、α 4)。
[0052]如图6所示，将包括Z轴74且与构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71的任一个XY投影线76均不垂直的平面设为Z轴投影平面75。如图7所示，将构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71 (以下，将构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71简称为“直线元素71”)投影于Z轴投影平面75时的投影线设为直线元素的Z投影线72。并且，如图7所示，将延长直线元素的Z投影线72后的线和作为叶轮70的中心轴的Z轴74的交点80的离原点79的距离设为直线元素的Z轴距离81 (图7中，作为直线元素的Z轴距离81表示了 Zl、Z2、Z3、Z4)。
[0053]而且，叶轮70的翼由如下直线元素所组成的面构成，即、直线元素的Z轴距离81与直线元素的扭曲角α的关系由图9的曲线82表示，并且，直线元素的Z投影线72与Z轴74交叉的角度不是直角，直线元素的Z投影线72相互平行。
[0054]图10是说明第一实施方式(图5)的叶轮的加工方法的图。
[0055]利用具有三个直线轴和一个旋转轴的四轴机床来加工叶轮70。当用圆柱状的旋转工具30a (图4)的侧面对叶轮70的翼面进行切削加工时，将当直线元素71投影于包括该叶轮70的中心轴(Z轴74)的Z轴投影平面75时的投影线(直线元素的Z投影线72)与叶轮70的中心轴(Z轴74)的垂线所成的角度设为角Θ，以该角Θ将工件旋转中心轴固定于从水平面90倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，并使圆柱状的旋转工具(工具30a)以其侧线对准直线元素71的方式移动，从而以该工具30a的侧面对工件进行加工。
[0056]接下来，使用图11以及图12对本发明的叶轮以及叶轮的加工方法的第二实施方式进行说明。
[0057]图11是在该实施方式中说明具有圆柱状的面的工具的中心轴的Z投影线的图。
[0058]与图6?图9所示的结构相同，叶轮70具备有由如下直线元素构成的翼面的翼，构成翼面的直线元素71不相互平行而处于扭曲的姿势。在作为叶轮70的中心轴的Z轴74上的规定的位置设定原点79，将通过该原点79且与Z轴74正交的平面设为XY平面77。在该XY平面77上设定X轴78。而且，将构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71投影于XY平面77时的投影线设为直线元素的XY投影线76。将该直线元素的XY投影线76与X轴78所成的角度设为直线元素的扭曲角a。
[0059]如图11所示，将包括Z轴74、且与构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71的任一个XY投影线76均不垂直的平面设为Z轴投影平面75。如图12所示，将直线元素71投影于上述Z轴投影平面75时的投影线设为直线元素的Z投影线72。并且，将延长直线元素的Z投影线72后的线和作为叶轮70的中心轴的Z轴74的交点80的、离原点79的距离设为直线元素的Z轴距离81。
[0060]而且，叶轮70的翼由如下直线元素所组成的面构成，即、直线元素的Z轴距离81与直线元素的扭曲角α的关系由曲线表示，并且，当使工具30a的圆柱的一侧线与直线元素71 —致时，该工具30a的中心轴6投影于Z轴投影平面75时的投影线(工具中心轴的Z投影线)85与叶轮中心轴(Z轴74)交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的投影线85相互平行。
[0061]此外，图11中，符号84表示使工具30a的圆柱的一侧线沿直线元素71的状态。
[0062]图12是说明该实施方式的叶轮的加工方法的图。
[0063]利用具有三个直线轴和一个旋转轴的四轴机床对叶轮70进行加工。当以圆柱状的旋转工具30a(图4)的侧面对叶轮70的翼面进行切削加工时，且当使工具30a的圆柱的一侧线7 (图4)与构成该叶轮70的翼面的直线元素71 一致时，将该工具的中心轴6投影于Z轴投影平面75时的投影线(工具中心轴的Z投影线85)与叶轮70的中心轴(Z轴74)的垂线所成的角度设为角Θ，以该角Θ将工件旋转中心轴固定于从水平面90倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，使旋转工具30a的侧线以与直线元素71对准的方式移动，以该工具30a的侧面加工工件。
[0064]此外，图12中，符号86表示使工具30b的圆柱的一侧线沿着直线元素71的状态。
[0065]接下来，使用图13以及图14对本发明的叶轮以及叶轮的加工方法的第三实施方式进行说明。
[0066]图13是在该实施方式中说明具有圆锥状的面的工具的中心轴的Z投影线的图。
[0067]与图6?图9所示的结构相同，叶轮70具备有由以下直线元素构成的翼面的翼，构成翼面的直线元素71不相互平行而处于扭曲的姿势。在作为叶轮70的中心轴的Z轴74上的规定的位置设定原点79，将通过该原点79且与Z轴74正交的平面设为XY平面77。在该XY平面77上设定X轴78。而且，将构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71投影于XY平面77时的投影线设为直线元素的XY投影线76。而且，将直线元素的XY投影线76与X轴78所成的角度设为直线元素的扭曲角a。
[0068]另外，将包括Z轴74、且与构成叶轮70的翼的翼面的直线元素71的任一个XY投影线76均不垂直的平面设为Z轴投影平面75。
[0069]将直线元素71投影于Z轴投影平面75时的投影线设为直线元素的Z投影线72。并且，将延长直线元素的Z投影线72后的线和Z轴74的交点80的、离原点79的距离设为直线元素的Z轴距离81。
[0070]而且，叶轮70的翼由如下直线元素所组成的面构成，即、直线元素的Z轴距离81与直线元素的扭曲角α的关系由曲线表示，并且，当使工具30b的圆锥面的侧线10(图5)与直线元素71 一致时，该工具30b的中心轴9投影于Z轴投影平面75时的投影线(工具中心轴的Z投影线)87与叶轮中心轴9交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线87相互平行。
[0071]图14是说明该实施方式的叶轮的加工方法的图。
[0072]利用具有三个直线轴和一个旋转轴的四轴机床对叶轮70进行加工。当以圆锥面状的旋转工具30b (图5)的侧面对叶轮70的翼面进行切削加工时，且当使工具30b的圆锥面的一侧线10(图5)与构成该叶轮70的翼面的直线元素71 一致时，将该工具30b的中心轴9投影于Z轴投影平面75时的投影线(直线元素的XY投影线76)与叶轮70的中心轴(Z轴74)的垂线所成的角度设为角Θ，以该角Θ将工件旋转中心轴固定于从水平面90倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，使旋转工具(30b)的侧线以与直线元素71对准的方式移动，以该工具30b的侧面加工工件。
【权利要求】
1.一种叶轮，其具备有直线元素所构成的翼面的翼， 上述叶轮的特征在于， 构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势， 在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面， 在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线， 将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角， 将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面， 将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线， 将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离，而且， 上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，上述直线元素的Z投影线与上述Z轴交叉的角度不是直角，上述直线元素的Z投影线相互平行。
2.一种叶轮，其具备有直线元素所构成的翼面的翼， 上述叶轮的特征在于， 构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势， 在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面， 在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线， 将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角， 将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面， 将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线， 将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离，而且， 上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆柱状的工具的圆柱表面的一侧线与构成该翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行。
3.一种叶轮，其具备有直线元素所构成的翼面的翼， 上述叶轮的特征在于， 构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势， 在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面， 在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线， 将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角， 将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面， 将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线， 将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离，而且， 上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆锥状的工具的圆锥面的一侧线与构成翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行。
4.一种叶轮的加工方法，其利用具有三个直线轴和一个旋转轴的四轴机床对具备有直线元素所构成的翼面的翼的叶轮进行加工， 上述叶轮的加工方法的特征在于， 构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势， 在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面， 在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线， 将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角， 将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面， 将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线， 将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离， 上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，上述直线元素的Z投影线与上述Z轴交叉的角度不是直角，上述直线元素的Z投影线相互平行，而且， 当用圆柱状的旋转工具的侧面对上述叶轮的翼面进行切削加工时，以上述直线元素的Z投影线与上述叶轮的中心轴的垂线所成的角，将工件旋转中心轴固定于从水平面倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，使上述旋转工具以使其侧线与上述直线元素对准的方式移动，从而用该旋转工具的侧面对工件进行加工。
5.一种叶轮的加工方法，其利用具有三个直线轴和一个旋转轴的四轴机床对具备有直线元素所构成的翼面的翼的叶轮进行加工， 上述叶轮的加工方法的特征在于， 构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势， 在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面， 在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线， 将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角， 将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面， 将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线， 将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离， 上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆柱状的工具的圆柱表面的一侧线与构成该翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行，而且， 当用圆柱状的旋转工具的侧面对上述叶轮的翼面进行切削加工时，且在使上述旋转工具的一侧线与构成上述叶轮的翼面的直线元素一致时，以上述工具中心轴的Z投影线与上述叶轮的中心轴的垂线所成的角，将工件旋转中心轴固定于从水平面倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，并以使上述旋转工具的侧线与上述直线元素对准的方式使上述旋转工具移动，从而用上述旋转工具的侧面对工件进行加工。
6.一种叶轮的加工方法，其利用具有三个直线轴和一个旋转轴的四轴机床对具备有直线元素所构成的翼面的翼的叶轮进行加工， 上述叶轮的加工方法的特征在于， 构成上述叶轮的翼面的直线元素不相互平行而处于扭曲的姿势， 在作为上述叶轮的中心轴的Z轴上的任意的位置设定原点，并将通过该原点且与上述Z轴正交的平面设为XY平面， 在上述XY平面上设定X轴，将上述直线元素投影于上述XY平面时的投影线设为直线元素的XY投影线， 将上述XY投影线与上述X轴所成的角度设为直线元素的扭曲角， 将包括上述Z轴且与上述直线元素的XY投影线的任一个均不垂直的平面设为Z轴投影平面， 将上述直线元素投影于上述Z轴投影平面时的投影线设为直线元素的Z投影线， 将延长上述直线元素的Z投影线后的线与上述Z轴的交点离上述原点的距离设为直线元素的Z轴距离， 上述叶轮的翼由如下直线元素所组成的面构成:上述直线元素的Z轴距离与上述直线元素的扭曲角的关系由曲线表示，并且，当使圆锥状的工具的圆锥面的一侧线与构成翼面的直线元素一致时，作为上述工具的中心轴投影于上述Z轴投影平面时的投影线的工具中心轴的Z投影线与上述叶轮中心轴交叉的角度不是直角，上述工具中心轴的Z投影线相互平行，而且， 当用圆锥状的旋转工具的侧面对上述叶轮的翼面进行切削加工时，且在使上述旋转工具的一侧线与构成上述叶轮的翼面的直线元素一致时，以上述工具中心轴的Z投影线与叶轮的中心轴的垂线所成的角，将工件旋转中心轴固定于从水平面倾斜的位置，并在该状态下控制工件使之旋转，并以使上述旋转工具的侧线与上述直线元素对准的方式使上述旋转工具移动，从而用旋转工具侧面对上述工件进行加工。
【文档编号】B23C3/18GK104275516SQ201410331359
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2013年7月11日
【发明者】奥田真司 申请人:发那科株式会社