螺杆转子的加工方法、加工装置及加工用刀具、以及螺杆压缩机的制造方法与流程
本发明涉及高精度且高效率地对组装于单螺杆压缩机的螺杆转子进行齿槽加工的加工方法、装置及进行该加工的加工用刀具、以及螺杆压缩机的制造方法。
背景技术：
以往，组装于单螺杆压缩机的螺杆转子的齿槽加工通过如下方法进行：在第一回转轴上设置被切削材料，在与第一回转轴垂直的第二旋转轴上设置刀具，使这两根轴同步回转、旋转，而且，随着加工的进行，使设置于第二旋转轴的刀具的旋转半径逐次增加微小量，从而形成齿槽形状。作为该工序，大致分为：作为粗加工的刻入槽形状的工序、对槽侧面进行精加工的工序、以及对槽底面进行精加工的工序这三个工序。专利文献1和专利文献2均用立铣刀等回转刀具进行槽的粗加工。在专利文献1中用颈部较细的特殊立铣刀刀具，在专利文献2中用刀具直径比星轮(日文：ゲートロータ)的密封半径小的立铣刀刀具，均是通过使刀具回转来进行槽侧面的精加工。但是，在为回转刀具的情况下，对于槽底面的精加工而言，难以得到良好的加工精度，所以专利文献1、2均使用形状与星轮的前端形状相同的修整车刀，不使刀具回转，利用修整加工来形成槽底形状。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4659847号公报
专利文献2：国际公开第2009/028127号
技术实现要素：
发明要解决的课题
如上所述，在螺杆转子的齿槽加工中，仅槽底面为使用特殊形状的刀具的修整加工。为了防止在切削点以外产生的干涉，需要与产品形状相相匹配地制作该特殊刀具，刀具的制造较为复杂。另外，由于是特殊形状，所以在刀具切削刃位置的设定中，容易产生角度或刀具长度的坐标误差，需要由虚拟加工(日文：ダミー加工)进行的校正、调整夹具。另外，由于是使被切削材料与刀具同步移动的修整加工，所以被切削材料与刀具的相对速度成为切削速度，存在无法期待高速化、无法提高加工效率这样的问题点。
本发明是鉴于上述问题点作出的，其目的在于提供一种提高螺杆转子的齿槽加工中的、特别是不能利用回转刀具进行加工的齿槽底面加工的加工效率的方法、加工装置及加工刀具。
用于解决课题的手段
本发明的螺杆转子的加工方法的特征在于，包括：
第一工序，在所述第一工序中，利用第一立铣刀在螺杆转子的螺杆齿槽的深度方向上施加一定的切深，并刻入到预先确定的深度；
第二工序，在所述第二工序中，利用第二立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的粗加工，所述第二立铣刀的直径比所述螺杆齿槽的槽宽小；
第三工序，在所述第三工序中，利用第三立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的精加工，所述第三立铣刀具备：比所述螺杆齿槽的深度尺寸短的切削刃部、和具有比所述切削刃部小的直径的颈部；以及
第四工序，在所述第四工序中，利用第四立铣刀进行所述螺杆齿槽的底面的精加工，所述第四立铣刀具有与所述螺杆齿槽的底面对应的形状，并具有能够插入到所述螺杆齿槽的槽底的刀具直径以下的外径，且在侧面设置有轴切深量以上的切削刃。
另外，本发明的螺杆转子的加工方法的特征在于，包括：
第一工序，在所述第一工序中，利用第一立铣刀在螺杆转子的螺杆齿槽的深度方向上施加一定的切深，并刻入到预先确定的深度；
第二工序，在所述第二工序中，利用第二立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的粗加工，所述第二立铣刀的直径比所述螺杆齿槽的槽宽小；
第三工序，在所述第三工序中，利用第三立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的精加工，所述第三立铣刀具备：比所述螺杆齿槽的深度尺寸短的切削刃部、和具有比所述切削刃部小的直径的颈部；以及
第四工序，在所述第四工序中，利用第四立铣刀和第五立铣刀进行所述螺杆齿槽的底面的精加工，所述第四立铣刀具有与所述螺杆齿槽的底面对应的形状，并具有能够插入到所述螺杆齿槽的槽底的刀具直径以下的外径，且在侧面设置有轴切深量以上的切削刃，所述第五立铣刀具有比该第四立铣刀更小的刀具直径，且在侧面设置有轴切深量以上的切削刃。
另外，本发明的螺杆转子的加工装置的特征在于，具备：
第一立铣刀，所述第一立铣刀设置于刀具旋转轴，并在螺杆转子的螺杆齿槽的深度方向上施加一定的切深，并刻入到预先设定的深度；
第二立铣刀，所述第二立铣刀设置于所述刀具旋转轴，并具有比所述螺杆齿槽的槽宽小的直径，所述第二立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的粗加工；
第三立铣刀，所述第三立铣刀设置于所述刀具旋转轴，并具备：比所述螺杆齿槽的深度尺寸短的切削刃部、和具有比所述切削刃部的直径小的直径的颈部，所述第三立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的精加工；以及
第四立铣刀，所述第四立铣刀设置于所述刀具旋转轴，并具有与所述螺杆齿槽的底面对应的形状，所述第四立铣刀进行所述螺杆齿槽的底面的精加工，
所述第四立铣刀具有能够插入到所述螺杆齿槽的槽底的刀具直径以下的外径，并且在侧面具有轴切深量以上的切削刃，进行所述螺杆齿槽的精加工。
另外，本发明的螺杆转子的加工用刀具的特征在于，
所述螺杆转子的加工用刀具由第一立铣刀、第二立铣刀、第三立铣刀及第四立铣刀构成，
所述第一立铣刀用于在螺杆转子的螺杆齿槽的深度方向上施加一定的切深，并刻入到预先设定的深度，
所述第二立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的粗加工，且直径比所述螺杆齿槽的槽宽小，
所述第三立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的精加工，并具备：比所述螺杆齿槽的深度尺寸短的切削刃部、和具有比所述切削刃部的直径小的直径的颈部，
所述第四立铣刀进行所述螺杆齿槽的底面的精加工，并具有：与所述螺杆齿槽的底面对应的形状、和能够插入到所述螺杆齿槽的槽底的刀具直径以下的外径，且在侧面设置有轴切深量以上的切削刃，
为了形成所述螺杆齿槽，按所述第一立铣刀、所述第二立铣刀、所述第三立铣刀及所述第四立铣刀的顺序进行使用。
另外，本发明的螺杆压缩机的制造方法的特征在于，
通过第一工序、第二工序及第三工序，形成利用星轮来关闭螺杆转子的螺杆齿槽并封闭压缩介质的构造，所述星轮被所述螺杆转子带动而与所述螺杆转子的回转一起旋转，
在所述第一工序中，利用第一立铣刀在所述螺杆转子的所述螺杆齿槽的深度方向上施加一定的切深，并刻入到预先确定的深度，
利用直径比所述螺杆齿槽的槽宽小的第二立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的粗加工，
利用第三立铣刀进行所述螺杆齿槽的侧面的精加工，所述第三立铣刀具备：比所述螺杆齿槽的深度尺寸短的切削刃部、和具有比所述切削刃部小的直径的颈部，
利用第四立铣刀进行所述螺杆齿槽的底面的精加工，所述第四立铣刀具有与所述螺杆齿槽的底面对应的形状，且在侧面设置有轴切深量以上的切削刃，并具有能够插入到所述螺杆齿槽的槽底的刀具直径以下的外径，
由此，对多个所述螺杆齿槽进行加工，并形成所述螺杆转子，
在所述第二工序中，将所述星轮配置在所述螺杆转子的外侧，使所述螺杆转子的多个齿槽与两个星轮的多个齿分别为相互轴线垂直，
在所述第三工序中，用壳体覆盖所述螺杆转子和所述星轮的外周部。
发明的效果
在本发明中，由于在齿槽底面的精加工中使用回转刀具，所以能够将转速提高到与通常的立铣刀加工同等的程度，由于也可以不使用特殊形状的修整车刀，所以能够谋求加工的高效率化。另外，由于是回转对称刀具，所以与特殊形状的修整车刀相比，刃尖位置的测定变得容易，齿槽深度精度提高。与特殊形状的修整车刀相比，具有刀具的制造较为简单等效果。
附图说明
图1是示出单螺杆压缩机的压缩原理的立体图。
图2是图1的c-c'线剖视图。
图3是螺杆转子加工机的装置结构图。
图4是示出螺杆转子加工时的轴移动的说明图。
图5是示出实施方式1的螺杆转子的加工工序的流程图。
图6是示出实施方式1的螺杆转子的加工工序的模型图。
图7是粗加工用锥形立铣刀的主视图。
图8是示出在不同的齿槽深度下的齿槽回转半径与齿回转半径的关系的图。
图9是示出在不同的齿槽深度下的导程角变化的图。
图10是立铣刀加工中的齿槽侧面的误差说明图。
图11是立铣刀加工中的齿槽侧面的误差示意图。
图12是齿槽侧面精加工用第三立铣刀的主视图。
图13是示出齿槽侧面精加工时的导程与刀具位置的关系的主视图。
图14是示出齿槽侧面精加工时的轴切深位置的说明图。
图15是示出基于实施方式1的齿槽底面精加工用立铣刀的一例的主视图。
图16是设定基于实施方式1的齿槽底面精加工用立铣刀的直径的说明图。
图17是示出基于实施方式1的齿槽底面精加工的刀具轨迹的说明图。
图18是用于说明基于实施方式1的齿槽底面精加工的齿槽底面形状的图。
图19是用于说明基于实施方式1的齿槽底面精加工的齿槽底面校正量的图。
图20是示出实施方式2的螺杆转子的加工工序的流程图。
图21是示出实施方式2的螺杆转子的加工工序的模型图。
图22是用于说明基于实施方式2的齿槽底面粗加工后的齿槽底面形状的图。
图23是用于说明基于实施方式2的齿槽底面精加工的齿槽底面误差形状的图。
图24是用于说明基于实施方式2的齿槽底面精加工的齿槽底面误差形状的图。
图25是示出基于实施方式1、2的齿槽底面精加工用立铣刀的一例的主视图。
图26是说明基于实施方式1的齿槽底面精加工的旋转半径校正后的齿槽底面形状的图。
图27是示出基于实施方式1的齿槽底面精加工的齿槽底面位置的说明图。
图28是说明基于实施方式1的齿槽底面精加工的往复加工时的旋转半径校正后的齿槽底面形状的图。
图29是说明基于实施方式2的齿槽底面精加工的旋转半径偏移后
图30是说明基于实施方式2的齿槽底面精加工的旋转半径偏移后
图31是示出实施方式3的螺杆转子的加工工序的流程图。
图32是示出实施方式3的螺杆转子的加工工序的模型图。
图33是示出基于实施方式3的齿槽侧面精加工用第三立铣刀的刀头更换型立铣刀的图。
图34是示出基于实施方式3的齿槽底面精加工的控制方法的说明图。
图35是说明基于实施方式3的齿槽底面精加工的控制后的齿槽底面形状的图。
具体实施方式
实施方式1.
首先，基于图1，对单螺杆压缩机的压缩原理进行说明。单螺杆压缩机具备螺杆转子1和星轮3a、3b，所述螺杆转子1具有多个齿槽2，所述星轮3a、3b具有多个齿4，并与螺杆转子1啮合，将星轮3a、3b的轴线相互左右对称地配置在与螺杆转子1的轴线垂直的位置。在图1中，图示出了螺杆转子1具有六个齿槽2、星轮3a、3b具有十一个齿4的情况。在螺杆转子1的外周部覆盖有壳体(未图示)，由螺杆转子1的齿槽2、星轮3a、3b的齿4及壳体的内径形成密闭空间。在螺杆转子1的某个位置，将作为压缩介质的制冷剂气体吸入到齿槽2中，利用被螺杆转子1带动而与螺杆转子1的回转一起旋转的星轮3a、3b将齿槽2关闭并封闭制冷剂气体。
另外，在螺杆转子1回转时，由螺杆转子1的齿槽2、星轮3a、3b的齿4及壳体形成的密闭空间的齿槽容积缩小，对制冷剂气体进行压缩。而且，在螺杆转子1回转并成为规定的齿槽容积时，从开口部排出被压缩的制冷剂气体。通过在各齿槽重复进行该循环，从而连续地进行压缩。此外，在图2中示出了图1的c-c'线剖面，并示出了星轮3a的齿4与螺杆转子1的齿槽2啮合的情形(未图示壳体)。
接着，基于图3的装置结构图，对加工该螺杆转子1的加工装置进行说明。加工装置是能够对c轴主轴5、x轴(上下方向)移动载台7、z轴(左右方向)移动载台8、y轴移动载台(未图示)以及b轴旋转工作台9进行驱动的五轴驱动的nc装置，所述c轴主轴5使作为被加工物的螺杆转子1回转，所述x轴(上下方向)移动载台7使刀具6在与上述c轴正交的方向上移动，所述z轴(左右方向)移动载台8使刀具6在与上述c轴平行的方向上移动，所述y轴移动载台与上述x轴、z轴这两个轴正交，所述b轴旋转工作台9使刀具6以b轴为中心沿图中的箭头方向旋转。在底座10上设置有：安装有c轴主轴5的c轴主轴台11、z轴移动载台8、移动式的尾座12、以及防振件13a、13b。
此处，经由轴14利用c轴卡盘15将螺杆转子1固定于c轴主轴5，但在进行更高精度的加工的情况下，为了抑制由加工时的负荷引起的变形，利用尾座12和防振件13a、13b对轴进行支承。在z轴移动载台8上搭载有：x轴移动载台7、y轴移动载台(未图示)及b轴旋转工作台9，在b轴旋转工作台9上搭载有使刀具6回转的心轴(日文：スピンドル)16，在心轴16的前端经由保持件17安装有刀具6。
接着，基于图4，对上述加工装置的加工原理进行说明。对于螺杆转子1的齿槽2的加工而言，将在压缩原理中说明的星轮3的齿4置换为刀具6并进行加工。即，利用上述c轴主轴5使螺杆转子1回转，并与螺杆转子1的回转同步地利用b轴旋转工作台9使刀具6旋转。为了得到图1、图2所示的螺杆转子1，按如下方式进行加工：使螺杆转子1在c轴上的回转与刀具6在b轴上的旋转的回转-旋转比率例如为6:11地进行同步。另外，刀具6的旋转中心20与螺杆转子1的回转中心21的距离l2与螺杆压缩机的芯间距离l1相当(参照图2)，刀具6的旋转半径r2与星轮半径r1相当(参照图2)。
如图4(a)、(b)所示，在刻入齿槽2时，从图4(a)的状态起，以利用x轴移动载台7和z轴移动载台8使b轴旋转工作台9的中心位置在圆弧轨道24a、24b上移动的方式进行驱动控制，以便不变更刀具6的旋转中心20地逐次变更刀具6的旋转半径r2，使最终半径与星轮半径r1相同(参照图4(b))。距螺杆转子1的中心线的偏离利用加工机的y轴进行校正控制即可。
接着，参照图5、图6，对使用上述加工装置加工螺杆转子1的齿槽2的工序及其使用刀具进行说明。螺杆转子1的加工母材为实心或中空的圆柱状。对使螺杆转子1的回转中心21与利用螺杆转子及星轮将作为压缩介质的制冷剂气体密封的密封线一致的情况进行说明。
首先，将第一立铣刀25作为刀具使之旋转，进行齿槽2的粗加工。在该粗加工工序(步骤a)中，与所要求的齿槽形状对应地，利用由第一立铣刀25进行的槽切削，同时对齿槽2的两侧进行加工，并在齿槽深度方向上施加一定值的切深(日文：切り込み)，刻入到要求的深度(参照图6(a))。此时，使用尽可能接近所要求的齿槽形状的刀具直径，这能够缩短后工序的加工时间。另外，在使用图7所示的前端变细的锥形立铣刀29时，更接近要求的形状，能够进一步缩短时间。也可以使将加工母材为中空并插入回转轴的螺杆转子。
接着，利用比螺杆齿槽的槽宽小的通用的第二立铣刀26，进行齿槽2的侧面粗加工(参照图6(b))。在该齿槽侧面的粗加工工序(步骤b)中，逐侧加工齿槽2并使槽宽变宽，提高加工精度。在槽深度方向和槽宽度方向这两个方向上分别施加切深，利用多次驱动进行加工。如图1、图2所示，由于利用螺杆转子1的齿槽2与星轮3的齿侧面30来密封制冷剂气体，所以理想的是，使星轮3的齿侧面30的形状与螺杆转子1的齿槽2的侧面形状相同。
图8示出了规定的齿槽深度h处的齿槽侧面回转半径r3与齿侧面回转半径r4的关系，在图中，与螺杆转子1的回转中心21正交的面和与星轮3的回转中心正交的面处于相互正交的关系，螺杆转子直径d1与在前者的面上的螺杆转子的外径相当，齿槽宽35与在密封面上的槽宽相当。
另外，图9示出了在不同的齿槽深度下的导程角的变化，37a、37b示出了螺杆转子1的外形表面上的导程(的一部分)，38a、38b示出了齿槽底部的导程(的一部分)。
根据压缩原理，如图8、图9所示，由于该槽深度位置处的齿槽侧面回转半径r3与该槽深度位置处的齿侧面回转半径r4根据槽深度位置而不同，因此，齿槽2的导程角根据槽深度而不同。即，由于在螺杆转子1的外形表面上，齿槽侧面回转半径r3较大而齿侧面回转半径r4较小，所以外径表面处的导程角θ1变大，相反地，由于在齿槽2的底部，齿槽侧面回转半径r3较小而齿侧面回转半径r4较大，所以齿槽底处的导程角θ2变小。
图10是说明立铣刀加工中的齿槽侧面的误差的图，如图所示，从外径表面上的导程37与齿槽底部处的导程38的交点p起到第二立铣刀26的外周为止的距离为最大形状误差，刀具直径越小，齿槽侧面的形状误差变得越小。图11示出了从图10的d-d'线剖面观察到的齿槽侧面的形状误差，齿槽侧面41、外径表面42及齿槽底面43表示螺杆转子1的表面。
接着，利用特殊形状的第三立铣刀27，进行齿槽侧面的精加工(步骤c)(参照图6(c))。在图12中示出了第三立铣刀27的形状的一例。第三立铣刀27由切削刃部44、颈部45及刀柄部46构成，与第二立铣刀26相比，其特殊之处在于：设置有比齿槽深度短的切削刃部44、和具有比切削刃部44的直径小的直径的颈部45。此处，将凹陷量d设为切削刃部44的直径与颈部45的直径之差的1/2。该凹陷量d由下式(1)求出。
[数学式1]
数学式1
其中，δa是最大槽深位置处的齿底位置的齿槽侧面的导程角
δb是从最大槽深位置处的槽底起的切削刃长度的量的上方的齿槽侧面的导程角
δc是最大槽深位置处的外径表面位置的齿槽侧面的导程角
另外，根据作为螺杆转子压缩机的产品规格的芯间距离l1和齿槽宽35，求出规定的齿槽深度位置处的齿槽侧面回转半径r3和规定的齿槽深度位置处的齿侧面回转半径r4，并根据齿槽侧面回转半径r3、齿侧面回转半径r4及螺杆转子与星轮的回转比率，由下式(2)求出螺杆转子的齿槽侧面的各点的导程角。
[数学式2]
数学式2
对使用该第三立铣刀27的刀具轨迹进行说明。图13是示出第三立铣刀加工中的齿槽侧面加工时的导程与刀具位置的关系的图，图14是说明图13的e-e'线剖面处的轴切深位置的图。即，以相当于上述第三立铣刀27的切削刃部44的长度在齿槽深度方向上进行分割，将刀具轨迹设为：使上述第三立铣刀27的旋转中心进行移动，以使上述切削刃部44的外周圆筒部与切削刃部上部的导程49和切削刃部下部的导程50这两个导程接触，所述切削刃部上部的导程49是在由上述切削刃部的上部47的位置进行加工的槽深度处在螺杆转子上生成的导程，所述切削刃部下部的导程50是在由切削刃部的下部48的位置进行加工的槽深度处在螺杆转子上生成的导程。
接着，利用带有圆弧形状(日文：r形状)的特殊形状的第四立铣刀28，进行齿槽的底面精加工(步骤d)(参照图6(d))。在图15中示出了第四立铣刀28的形状的一例。第四立铣刀28的特征在于：立铣刀前端的截面形状具有与星轮的前端51相同的形状，在立铣刀侧面设置有轴切深量以上的切削刃，并将刀具直径设为在最大槽深位置能够插入到槽底。在图15所示的一例中，由于星轮3的半径为95mm且星轮的前端51为r95(含义是半径为95mm。以下相同)，所以第四立铣刀的前端52的形状为r95的球面形状，将轴切深量设定为0.2mm，将第四立铣刀的侧面切削刃53设置为2～3mm左右。另外，根据图16所示的最大槽深位置处的在齿槽底的导程角θ2和齿槽宽35，由下式(3)求出第四立铣刀的直径d2。
[数学式3]
数学式3第四端铣刀的直径＜齿槽宽×sinθ2(3)
在图15所示的一例的第四立铣刀28中，r95的球面形状部分与侧面切削刃53的相连部分形成棱角，但也可以如图25那样，为了防止缺损而附加倒角、倒圆角57。由此，能够延长刀具寿命。
接着，对使用该第四立铣刀28的刀具轨迹进行说明。首先，如图17(a)所示，对第四立铣刀28进行驱动，以使螺杆转子与星轮的密封线33和第四立铣刀28的回转轴线位于同一平面上并位于槽的中央。图17(a)示出了最大槽深位置处的状态。接着，沿返回方向驱动第四立铣刀28(参照图17(b))。此时，使第四立铣刀28以r95进行旋转，并在上述密封线33上与槽侧面接触，使刀具回转轴与包括上述密封线33的平面平行地向-y方向偏移。由于导程角发生变化，所以伴随于此，该偏移量会发生变化。
同样地，相对于相反的槽侧面，也对第四立铣刀28进行驱动，以使第四立铣刀28的刀具回转轴向+y方向偏移，并以r95进行旋转，使第四立铣刀28在上述密封线33上与相反的槽侧面接触。将该刀具轨迹重复多次，直到到达目标槽底深度。例如，在槽底形状为r95且槽宽为28mm的情况下，需要刻入1mm左右，所以在以轴切深为0.2mm进行加工时，加工六次左右后结束加工。另外，先就图17(b)进行加工、还是先就图17(c)进行加工均可。另外，由于设为连续的加工，所以在图17(a)、图17(b)、图17(c)中的任意情况下，都存在向相反的方向移动的情况。
在将加工点的导程角设为θ时，由下式(4)求出该情况下的图17(b)、图17(c)的刀具轨迹向y方向上的偏移量。
[数学式4]
数学式4y方向偏移量＝刀具半径×cosθ(4)
而且，由下式(5)求出与齿槽侧面接触的b轴旋转偏移角度。
[数学式5]
数学式5
在图18、图19中示出了按这种方式加工时的槽底形状的一例。此处，将螺杆转子直径d1设为181mm，将星轮半径r1设为95mm，将芯间距离l1设为144.8mm，将槽宽设为28mm，将第四立铣刀28的刀具直径(直径)d2设为19mm
由图18可知，在图17(a)所示的刀具轨迹中，没有误差，与目标形状一致。但是，在图17(b)、图17(c)所示的刀具轨迹中，由于导程角的不同，所以槽底形状不同。此时的误差量如图18所示，基本上不受槽底的位置影响，仅受导程角的影响。
因此，成为如下的刀具轨迹：一边与导程角相匹配地校正第四立铣刀28的旋转半径，一边进行加工。例如，在上述情况下，在导程角最小的最大深度部分处的旋转半径的校正量为247μm，在导程角最大的螺杆转子的外径表面上的旋转半径的校正量为118μm(参照图19)。
在图26中示出了与导程角相匹配地校正旋转半径后的形状误差。“校正导程最小(由图中的虚线示出的特性)”是在图27(a)所示的导程角最小的最大深度位置处的槽底58的形状误差，“校正导程最大(由图中的实线示出的特性)”是在图27(b)所示的导程角最大的螺杆转子的外径表面位置处的槽底59的形状误差。由于从槽底中心起到9.5mm为止是利用图17(a)的刀具轨迹进行的加工，所以没有误差。另外，从9.5mm起到槽宽端(14mm)为止是在图17(b)或图17(c)中与导程角相匹配地校正旋转半径后的情况，误差为±1μm以下。
在实施方式1中，如图17所示，示出了利用图17(a)、图17(b)、图17(c)这三种模式的刀具轨迹进行加工的方法，但在刀具直径为槽宽的一半以上的情况下，可以省略图17(a)的槽中央的加工。
在上述情况下，由于相对于槽宽14mm，刀具直径为
如以上说明的那样，根据本发明的实施方式1，同刀具与工件的相对速度为切削速度的、现有技术中的利用修整车刀进行齿槽底面的精加工的情况相比，由于在齿槽底面的精加工中使用回转刀具，所以切削速度变快，能够谋求加工的高效率化。另外，在为修整车刀的情况下，加工机的轴驱动力会受到限制(日文：律速)，轴切深量为数十μm左右，但在为本实施方式的回转刀具的情况下，能够进行数百μm的切深，能够谋求加工的高效率化。另外，由于本实施方式的回转刀具为回转对称的刀具，所以与利用修整车刀进行齿槽或齿底的精加工的情况相比，刃尖位置的测定变得容易，齿槽深度精度提高。而且，在本实施方式中，对于使用第四立铣刀的工序而言，与现有技术中的利用修整车刀进行齿槽底面的精加工的情况相比，刀具的制造也变得简单。
此外，在本实施方式中，对螺杆转子的中心线与由齿槽侧面、齿侧面(此处，齿槽侧面是指螺杆转子的齿槽侧面，齿侧面是指星轮的齿侧面)、齿槽底面及齿前端密封的制冷剂气体的密封线一致的情况进行了说明，但在螺杆转子的中心线与密封线偏离的情况下，将密封线位置作为基准，进行同样的考虑即可。
另外，对于图6、图17所示的刀具移动方向的箭头而言，即使是相反的方向，也能够没有问题地进行加工。
另外，在本实施方式中，在齿槽侧面的精加工之后进行齿槽底面的精加工，但如果齿槽侧面的精加工余量较小，则即使是在齿槽底面的精加工之后进行齿槽侧面的精加工，也能够得到同样的效果。
实施方式2.
在实施方式1中，对在齿槽底面的精加工工序中使用第四立铣刀28的方案进行了说明，在实施方式2中，对使用第四立铣刀28和直径比第四立铣刀28小的第五立铣刀55作为刀具的情况进行说明。另外，对于使用前端为圆弧形状或曲率半径较大的椭圆形状的通用的第六立铣刀56作为刀具的情况而言，使用图20、图21的示出加工工序整体的图，对齿槽底面的粗加工工序进行说明。
将第一立铣刀25作为刀具在螺杆齿槽的深度方向上施加一定的切深并刻入到预先确定的深度的第一工序(参照图21(a))、将比螺杆齿槽的槽宽小的通用的第二立铣刀26作为刀具进行螺杆齿槽侧面的粗加工的第二工序(参照图21(b))、将以设置有颈部为特征的第三立铣刀27作为刀具进行螺杆齿槽侧面的精加工的第四工序(参照图21(d))与实施方式1相同，因此，为了避免重复，省略说明。
在进行了齿槽的刻入加工、齿槽侧面的粗加工之后，在第三工序中，作为第六立铣刀56，将市售的球头立铣刀或椭圆形状的立铣刀作为刀具，进行齿槽底面的粗加工(参照图21(c))。
在图22中示出了此时的槽底形状的具体例。在将螺杆转子直径设为181mm、将星轮半径设为95mm、将芯间距离设为144.8mm、将槽宽设为28mm的情况下，由于能够插入到槽底的刀具直径的外径为19.4mm
在图22中示出了使用各个刀具时的形状和目标形状(r95)。由于齿槽侧面粗加工后的形状为平面，所以与r8的球头立铣刀相比，型号为16×1.5的椭圆立铣刀更能够增大去除量。另外，如果在齿槽底面的精加工中使用已达到使用寿命的第三立铣刀，则能够进一步增大去除量。这是因为，越是接近目标形状的形状，从侧面加工后的平面去除的去除量变得越多。
作为第四工序，进行齿槽侧面的精加工，之后，作为第五工序，利用第四立铣刀28仅对齿槽底面的中央进行精加工(参照图21(e))。本实施方式2的第五工序与实施方式1的第四工序的仅将中央(参照图17(a))加工到最终深度是相同的。
接着，作为第六工序，利用直径比第四立铣刀28小且在前端带有与槽底形状相同的圆弧形状的特殊形状的第五立铣刀55，进行齿槽的底面精加工(参照图21(f))。第五立铣刀55的特征在于：形状与图15相同，立铣刀前端的截面形状具有与星轮的前端51相同的形状，在立铣刀侧面设置有切深量以上的切削刃，并将刀具直径设为比第四立铣刀28小。
另外，第五立铣刀55的刀具轨迹与图17(b)、图17(c)的情况相同，一边使刀具回转轴与包括上述密封线33的平面平行地向±y方向偏移，通过b轴旋转偏移使第五立铣刀55在上述密封线33上与槽侧面接触，一边对第五立铣刀55进行驱动。由于该y方向上的偏移量随着导程角的变化而变化，所以在r95的旋转运动期间，y方向也会产生移动。
在该情况下，y方向上的偏移量与实施方式1中记载的式(4)相同，b轴旋转偏移量与实施方式1中记载的式(5)相同。在实际的作业中，将该刀具轨迹重复多次，直到到达目标槽底深度。
在图23、图24中分别示出了在第六工序中第五立铣刀55的刀具直径的外径为8mm
另外，在利用第五立铣刀55进行加工的情况下，通过使旋转半径偏移一定值地进行加工，从而能够更高精度地进行加工。在图29中示出了将第五立铣刀55设为
该误差存在于齿槽底部的接近齿侧面的两端部，误差量与从槽宽减去第四立铣刀28的刀具直径长度而得到的长度相对应，即使不进行实施方式1那样的旋转半径的校正，也能够高精度地进行加工。第五立铣刀55的尺寸越小，槽底形状的误差变得越小，但优选为从槽宽减去第四立铣刀28的刀具直径长度而得到的长度的一半以上的直径。这是因为，在第五立铣刀55的直径比从槽宽减去第四立铣刀28的刀具直径长度而得到的长度的一半小时，仅通过第五工序和第六工序并不能完成齿槽底面的精加工，会残留粗加工的面。另外，由于刀具直径较小时，刀具刚性会变小，因此，由于加工时的颤振等的产生，作业效率会降低。
根据本发明的实施方式2，同刀具与工件的相对速度为切削速度的、此前的使用修整车刀进行齿槽底面的精加工的情况相比，由于在齿槽底面的精加工中使用回转刀具，所以切削速度变快，能够谋求加工的高效率化。在为修整车刀的情况下，加工机的轴驱动力会受到限制，(一次的)轴切深量为数十μm左右，但在为回转刀具的情况下，能够进行(一次)数百μm的切深，能够谋求加工的高效率化。
另外，由于是回转对称的刀具，所以与利用修整车刀进行齿槽或齿底的精加工的情况相比，刃尖位置的测定变得容易，齿槽深度精度提高。而且，在本实施方式中，对于使用第四立铣刀及第五立铣刀55的工序而言，与利用修整车刀进行齿槽或齿底的精加工的情况相比，刀具的制作也变得简单。
另外，如图18、图23、图24所示，进一步地，如图26、图28～图30所示，对于利用上述实施方式1及2的加工方法加工出的螺杆转子1的底面形状而言，由于复制了刀具形状，所以可以高精度地进行加工。另外，由于能够高精度地进行刀具前端的位置坐标的测定，所以能够按设计值对齿槽深度位置进行加工。因此，螺杆转子1的多个螺杆转子齿槽2与星轮3a、3b的多个齿4高精度地啮合，齿槽与齿的间隙变小。因此，由于利用壳体覆盖螺杆转子和星轮的外周部，并利用被螺杆转子带动而与螺杆转子的回转一起旋转的星轮关闭螺杆转子的齿槽2，从而没有泄漏地将制冷剂气体封闭，所以能够制造性能良好的螺杆压缩机。
实施方式3.
在实施方式1中，将齿槽的加工工序设为了4个工序，在实施方式2中，将齿槽的加工工序设为了六个工序，在实施方式3中，使用图31、图32来说明利用削减工序数后的侧面精加工和底面精加工这两个工序进行制造的情况。
省略实施方式1、实施方式2的粗加工工序，利用如下的工序进行齿槽加工，所述工序为：将以设置有颈部为特征的第三立铣刀27作为刀具而一边进行螺杆齿槽的刻入加工、一边进行齿槽侧面的精加工的工序(参照图32(a))；以及将第四立铣刀28作为刀具进行螺杆齿槽的底面的精加工的工序(参照图32(b))，所述第四立铣刀28是与实施方式1相同地带有圆弧形状的特殊立铣刀。
在本实施方式中，作为以设置有颈部为特征的第三立铣刀，使用市售的刀头更换式立铣刀。在图33中示出了市售的asm型(此处，asm是指刀具保持件的型号)的根切(日文：アンダーカット)形式的刀具形状的概略形状。例如，在将螺杆转子直径设为181mm、将星轮半径设为95mm、将芯间距离设为144.8mm、将槽宽设为28mm的情况下，如果使用刀具外径(在图中用dc表示)为
接着，对使用该第三立铣刀27的刀具轨迹进行说明。基本的刀具轨迹与实施方式1的情况相同，以相当于上述第三立铣刀27的切削刃部44的长度在齿槽深度方向上进行分割，将刀具轨迹设为：使上述第三立铣刀27的旋转中心进行移动，以使上述切削刃部44的外周圆筒部与切削刃部上部的导程49和切削刃部下部的导程50这两个导程接触，所述切削刃部上部的导程49是在由上述切削刃部的上部47的位置进行加工的槽深度处在螺杆转子上生成的导程，所述切削刃部下部的导程50是在由切削刃部的下部48的位置进行加工的槽深度处在螺杆转子上生成的导程。
由于不进行粗加工，所以分别对齿槽2的两侧进行加工，在齿槽深度方向上施加一定的切深，因此，最初加工的一侧成为槽切削，加工负荷较大，由于在对相反一侧的齿槽侧面进行加工时不会成为槽切削，所以加工负荷不会像最初的加工侧那么大。进行控制，使最初加工的齿槽侧面的进给速度比相反一侧的齿槽侧面的进给速度慢而使得两侧的加工精度成为同等程度。作为一例，若以加工相反一侧时的半径切深相对于最初加工的一侧的刀具直径的比率的倒数对进给速度进行控制，则加工负荷大致成为同等程度，两侧的加工精度也成为同等程度。重复该加工，刻入到要求的深度(参照图32(a))。
接着，对齿槽的底部精加工进行说明。使用的刀具与实施方式1相同，使用作为带有圆弧的特殊立铣刀的第四立铣刀。如图15所示，第四立铣刀28的特征在于：立铣刀前端的截面形状具有与星轮的前端51相同的形状，在立铣刀侧面设置有轴切深量以上的切削刃，并将刀具直径设为在最大槽深位置能够插入到槽底。
假定星轮3的半径为95mm且星轮的前端51为r95的情况，来说明对齿槽的底面进行精加工的刀具轨迹。如图32(b)所示，对刀具进行驱动，以使第四立铣刀28以r95进行旋转，并在上述密封线33上与槽侧面接触。同样地，相对于相反的槽侧面，也对第四立铣刀28进行驱动，以使第四立铣刀28以r95进行旋转，并使第四立铣刀28在上述密封线33上与槽侧面接触。
此时，如图34(a)所示，将第四立铣刀28控制成：使刀具前端的回转中心60与包括上述密封线33的平面平行地向-y方向偏移，但使r95的旋转中心(与星轮的回转中心相同)34存在于上述密封线33上。在按这种方式进行控制时，第四立铣刀28的前端与槽底的假定圆61接触。另外，由于导程角发生变化，所以伴随于此，上述偏移的量会发生变化。由于计算方法与实施方式1相同，所以省略此处的说明。
在对相反的槽侧面进行加工时，如图34(b)所示，将第四立铣刀28控制成：使刀具前端的回转中心60与包括上述密封线33的平面平行地向+y方向偏移，并使r95的旋转中心(与星轮的回转中心相同)34存在于上述密封线33上。
为了进行比较，在图34(c)中示出了实施方式1及2的情况下的校正方法。使第四立铣刀28以r95进行旋转，并使其在上述密封线33上与槽侧面接触，使刀具回转轴62与包括上述密封线33的平面平行地向-y方向偏移，而且，与导程角相匹配地对旋转半径进行校正。
通过如实施方式3那样校正刀具前端的位置，从而将带有圆弧的立铣刀的形状复制到齿槽的底面，因此，如图35所示，理论上能够没有形状误差地进行加工。将该刀具轨迹重复多次，直到到达目标槽底深度。
根据本实施方式3，同刀具与工件的相对速度为切削速度的、此前的使用修整车刀进行齿槽底面的精加工的情况相比，由于在齿槽底面的精加工中使用回转刀具，所以切削速度变快，能够谋求加工的高效率化。在使用修整车刀的情况下，加工机的轴驱动力会受到限制，(一次的)轴切深量为数十μm左右，但在使用回转刀具的情况下，能够进行(一次)数百μm的切深，能够谋求加工的高效率化。
另外，由于是回转对称的形状的刀具，所以与利用修整车刀进行齿槽侧面或齿槽底面的精加工的情况相比，刃尖位置的测定变得容易，齿槽深度精度提高。而且，在本实施方式中，对于使用第四立铣刀的工序而言，与利用修整车刀进行齿槽或齿底的精加工的情况相比，刀具的制作也变得简单。
另外，对于利用上述实施方式3的加工方法加工出的螺杆转子1的底面形状而言，由于复制了刀具形状，所以可以高精度地进行加工。另外，由于能够高精度地进行刀具前端的位置坐标的测定，所以能够按设计值对齿槽深度位置进行加工。因此，螺杆转子1的多个螺杆转子齿槽2与星轮3a、3b的多个齿4高精度地啮合，齿槽与齿的间隙变小。
因此，由于利用壳体覆盖螺杆转子和星轮的外周部，并利用被螺杆转子带动而与螺杆转子的回转一起旋转的星轮关闭螺杆转子的齿槽2，从而没有泄漏地将制冷剂气体封闭，所以能够制造性能良好的螺杆压缩机。
此外，在上述实施方式1、2及3中，工件回转轴和刀具旋转轴分别搭载在各自的基座上，x、y、z这三个正交的轴搭载在一个基座上，但并不限制于该组合。此外，本发明在其发明的范围内，能够将各实施方式自由地组合、或对各实施方式进行适当的变形、省略。
附图标记的说明
1螺杆转子，2齿槽，3、3a、3b星轮，4齿，5c轴主轴，6刀具，7x轴移动载台，8z轴移动载台，9b轴旋转工作台，10底座，11c轴主轴台，12尾座，13a、13b防振件，14轴，15c轴卡盘，16心轴，17保持件，20刀具的旋转中心，21螺杆转子的回转中心，24a、24b圆弧轨道，25第一立铣刀，26第二立铣刀，27第三立铣刀，28第四立铣刀，29锥形立铣刀，30齿侧面，33螺杆转子与星轮的密封线，34星轮的回转中心，35齿槽宽，37、37a、37b在外径表面的导程，38、38a、38b在齿槽底部的导程，41齿槽侧面，42外径表面，43齿槽底面，44切削刃部，45颈部，46刀柄部，47切削刃部的上部，48切削刃部的下部，49切削刃部上部导程，50切削刃部下部导程，51星轮的前端，52第四立铣刀的前端，53第四立铣刀的侧面切削刃，55第五立铣刀，56第六立铣刀，57倒圆角，58在导程角最小的最大深度位置的槽底，59在导程角最大的螺杆转子的外径表面位置的槽底，60刀具前端的回转中心，61槽底的假定圆，62刀具回转轴，d1螺杆转子直径，d2第四立铣刀的直径，d凹陷量，h齿槽深度，l1芯间距离，l2刀具的旋转中心与螺杆转子的回转中心的距离，r1星轮半径，r2刀具的旋转半径，r3在齿槽深度位置的齿槽侧面回转半径，r4在齿槽深度位置的齿侧面回转半径，θ在加工点的导程角，θ1在外径表面的导程角，θ2在齿槽底的导程角，dc刀具外径，ds刀柄外径，lc切削刃长度，l全长。
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