葉輪的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種葉輪，其具備有直線元素所構(gòu)成的翼面的翼。葉輪的翼具有由如下直線元素構(gòu)成的翼面，構(gòu)成該翼面的直線元素不相互平行，延長(zhǎng)該直線元素投影于Z軸投影平面時(shí)的Z投影線后的線和葉輪的中心線的交點(diǎn)的離原點(diǎn)的距離、與直線元素的扭曲角的關(guān)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

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及具有使用由三個(gè)直動(dòng)軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成的四軸加工機(jī)能夠以旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)面對(duì)葉輪的翼面進(jìn)行切削加工的這樣的翼面形狀的葉輪。

【背景技術(shù)】
[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(gè)直線元素2構(gòu)成的面構(gòu)成的三維形狀。以往，在這樣的葉輪I的加工時(shí)，不考慮當(dāng)使工具(未圖示)的側(cè)線沿構(gòu)成該葉輪I的翼面3的直線元素2時(shí)的、該工具的中心軸的朝向。
[0003]日本特開昭61-109608號(hào)公報(bào)中公開了如下技術(shù)，葉片形成為由η根直線元素構(gòu)成的三維形狀，通過使立銑刀的軸與該直線元素的朝向?qū)?zhǔn)來進(jìn)行葉片的加工。但是，不考慮用于與直線元素對(duì)準(zhǔn)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(duì)準(zhǔn)，需要五軸的控制。
[0004]日本特開平8-254198號(hào)公報(bào)中公開了如下技術(shù)，主葉片形成為由兩個(gè)直線元素構(gòu)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)?zhǔn)來加工該主葉片。但是，該技術(shù)不考慮用于與直線元素對(duì)準(zhǔn)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(hào)公報(bào)的情況相同，為了使立銑刀的中心軸與兩個(gè)直線元素分別對(duì)準(zhǔn)，需要五軸的控制。
[0005]日本實(shí)開平4-54997號(hào)公報(bào)中公開了對(duì)翼面由直線元素構(gòu)成的葉輪進(jìn)行傾斜固定并進(jìn)行三軸加工，但由于構(gòu)成上述翼面的直線元素相互平行，所以該技術(shù)涉及即使不控制工件使之旋轉(zhuǎn)也能夠進(jìn)行加工的、具有僅平面彎曲的簡(jiǎn)單的翼面形狀的葉輪的加工。
[0006]日本特開2010-269417號(hào)公報(bào)中公開了通過具有傾斜的旋轉(zhuǎn)軸的四軸加工來加工葉輪的方法。
[0007]國際公開W091/03648號(hào)公報(bào)中公開了構(gòu)成翼面的直線元素與垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面平行的翼面的加工，但未公開構(gòu)成翼面的直線元素與垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面交叉的翼面的加工。
[0008]為了能夠高效地在短時(shí)間內(nèi)對(duì)葉輪的翼面進(jìn)行切削加工，將該翼面設(shè)為以能夠用工具的側(cè)面進(jìn)行加工的方式由直線元素構(gòu)成的翼面。在上述直線元素成為相互扭曲的姿勢(shì)的情況下，當(dāng)使工具的側(cè)線沿構(gòu)成翼面的各直線元素、而用該工具側(cè)面加工翼時(shí)，使工具軸傾斜，從而需要使用了五軸加工機(jī)的加工。另外，在欲用四軸加工機(jī)加工這樣的翼的情況下，無法用工具的側(cè)面加工該翼，從而需要用工具前端進(jìn)行加工。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]因此，本實(shí)用新型的目的在于，提供如下具有由直線元素所組成的面構(gòu)成的翼的葉輪，即使是由處于相互扭曲的姿勢(shì)的直線元素所組成的面構(gòu)成的、在三軸加工機(jī)中無法用其工具的側(cè)面進(jìn)行加工那樣的翼的形狀，也能夠利用四軸加工機(jī)而用其工具的側(cè)面進(jìn)行加工。
[0010]本實(shí)用新型的葉輪具備有直線元素所構(gòu)成的翼面的翼，構(gòu)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(shì)。此處，在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設(shè)定原點(diǎn)，并將通過該原點(diǎn)且與上述Z軸正交的平面設(shè)為XY平面，在上述XY平面上設(shè)定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時(shí)的投影線設(shè)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(shè)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(gè)均不垂直的平面設(shè)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(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線，將延長(zhǎng)上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點(diǎn)離上述原點(diǎn)的距離設(shè)為直線元素的Z軸距離。
[0011]方案I是一種葉輪，其具備有直線元素所構(gòu)成的翼面的翼，
[0012]上述葉輪的特征在于，
[0013]構(gòu)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(shì)，
[0014]在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設(shè)定原點(diǎn)，并將通過該原點(diǎn)且與上述Z軸正交的平面設(shè)為XY平面，
[0015]在上述XY平面上設(shè)定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的XY投影線，
[0016]將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設(shè)為直線元素的扭曲角，
[0017]將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個(gè)均不垂直的平面設(shè)為Z軸投影平面，
[0018]將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線，
[0019]將延長(zhǎng)上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點(diǎn)離上述原點(diǎn)的距離設(shè)為直線元素的Z軸距離，而且，
[0020]上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構(gòu)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(guān)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。
[0021]方案2是一種葉輪，其具備有直線元素所構(gòu)成的翼面的翼，
[0022]上述葉輪的特征在于，
[0023]構(gòu)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(shì)，
[0024]在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設(shè)定原點(diǎn)，并將通過該原點(diǎn)且與上述Z軸正交的平面設(shè)為XY平面，
[0025]在上述XY平面上設(shè)定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的XY投影線，
[0026]將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設(shè)為直線元素的扭曲角，
[0027]將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個(gè)均不垂直的平面設(shè)為Z軸投影平面，
[0028]將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線，
[0029]將延長(zhǎng)上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點(diǎn)離上述原點(diǎn)的距離設(shè)為直線元素的Z軸距離，而且，
[0030]上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構(gòu)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(guān)系由曲線表示，并且，當(dāng)使圓柱狀的工具的圓柱表面的一側(cè)線與構(gòu)成該翼面的直線元素一致時(shí)，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時(shí)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。
[0031]方案3是一種葉輪，其具備有直線元素所構(gòu)成的翼面的翼，
[0032]上述葉輪的特征在于，
[0033]構(gòu)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(shì)，
[0034]在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設(shè)定原點(diǎn)，并將通過該原點(diǎn)且與上述Z軸正交的平面設(shè)為XY平面，
[0035]在上述XY平面上設(shè)定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的XY投影線，
[0036]將上述XY投影線與上述X軸所成的角度設(shè)為直線元素的扭曲角，
[0037]將包括上述Z軸且與上述直線元素的XY投影線的任一個(gè)均不垂直的平面設(shè)為Z軸投影平面，
[0038]將上述直線元素投影于上述Z軸投影平面時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線，
[0039]將延長(zhǎng)上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點(diǎn)離上述原點(diǎn)的距離設(shè)為直線元素的Z軸距離，而且，
[0040]上述葉輪的翼由如下直線元素所組成的面構(gòu)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(guān)系由曲線表示，并且，當(dāng)使圓錐狀的工具的圓錐面的一側(cè)線與構(gòu)成翼面的直線元素一致時(shí)，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時(shí)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。
[0041]根據(jù)本實(shí)用新型，能夠提供如下具有由直線元素所組成的面構(gòu)成的翼的葉輪，SP使是由處于相互扭曲的姿勢(shì)的直線元素所組成的面構(gòu)成的、在三軸加工機(jī)中無法用其工具的側(cè)面進(jìn)行加工那樣的翼的形狀，也能夠利用四軸加工機(jī)而用其工具的側(cè)面進(jìn)行加工。換句話說，根據(jù)本實(shí)用新型，能夠形成如下葉輪的翼，即使是由處于相互扭曲的姿勢(shì)的直線元素所組成的面構(gòu)成的、在三軸加工機(jī)中無法用其工具的側(cè)面進(jìn)行加工那樣的翼形狀，也能夠利用四軸加工機(jī)用工具的側(cè)面進(jìn)行加工。
[0042]通過參照附圖的以下的實(shí)施例的說明，本實(shí)用新型的上述的以及其它的目的以及特征會(huì)變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是具有三個(gè)直線軸(可動(dòng)軸)的葉輪加工機(jī)的主要部分外觀圖。
[0044]圖2是圖1的葉輪加工機(jī)的側(cè)視圖，是說明其旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)固定于傾斜臺(tái)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的圓盤的旋轉(zhuǎn)中心軸相對(duì)于水平軸(Xa軸)傾斜角度Θ的圖。
[0045]圖3是控制圖1的葉輪加工機(jī)的四軸加工機(jī)用數(shù)值控制裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
[0046]圖4是說明為了進(jìn)行葉輪的翼面的加工而在圖1的葉輪加工機(jī)中使用的工具的第一形狀例的圖。
[0047]圖5是說明為了進(jìn)行葉輪的翼面的加工而在圖1的葉輪加工機(jī)中使用的工具的第二形狀例的圖。
[0048]圖6是說明本實(shí)用新型的葉輪的第一實(shí)施方式的圖，表示構(gòu)成翼面的直線元素的Z投影線。
[0049]圖7是從葉輪側(cè)面觀察構(gòu)成圖6的葉輪的翼面的直線元素的圖。
[0050]圖8是從葉輪的中心線(Z軸)方向觀察構(gòu)成圖6的葉輪的翼面的直線元素的圖。
[0051]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(guān)系的圖。
[0052]圖10是說明圖6的葉輪的加工方法的圖。
[0053]圖11是在本實(shí)用新型的葉輪的第二實(shí)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。
[0054]圖12是說明本實(shí)用新型的葉輪的第二實(shí)施方式的圖。
[0055]圖13是在本實(shí)用新型的葉輪的第三實(shí)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。
[0056]圖14是說明本實(shí)用新型的葉輪的第三實(shí)施方式的圖。
[0057]圖15是說明以往的具有一般的翼的葉輪的一個(gè)例子的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0058]首先，使用圖1以及圖2對(duì)葉輪加工機(jī)進(jìn)行說明。
[0059]如圖1所示，葉輪加工機(jī)由立式機(jī)床構(gòu)成，符號(hào)32是該機(jī)床的主軸頭。該立式機(jī)床是具有水平兩軸(Xa軸、Ya軸)和垂直一軸(Za軸)的三個(gè)直線軸(可動(dòng)軸)、以及一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(C軸)的四軸加工機(jī)。在載置臺(tái)36安裝有傾斜臺(tái)34，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)20固定于該傾斜臺(tái)34。該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)20具備繞其旋轉(zhuǎn)中心軸28旋轉(zhuǎn)的圓盤22。旋轉(zhuǎn)中心軸28相對(duì)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(zhuǎn)接器26。而且，工件4安裝于轉(zhuǎn)接器26。而且，工件4由工具30切削，從而制成葉輪70 (參照?qǐng)D6)。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(jī)，也可以代替圖1所示的立式機(jī)床，而使用臥式機(jī)床來構(gòu)成葉輪加工機(jī)。
[0060]如圖2所示，葉輪加工機(jī)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)20固定于傾斜臺(tái)34，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)20的圓盤22的旋轉(zhuǎn)中心軸28相對(duì)于水平軸(Xa軸)傾斜角度Θ。安裝有轉(zhuǎn)接器26的圓盤22繞旋轉(zhuǎn)中心軸28旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)接器26的一端部安裝工件4。
[0061]圖1的葉輪加工機(jī)(機(jī)床)由圖3所示的四軸加工機(jī)用數(shù)值控制裝置控制。
[0062]CPU41經(jīng)由總線58讀取儲(chǔ)存于存儲(chǔ)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(chǔ)器42的RAM區(qū)域?qū)簳r(shí)的計(jì)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(jìn)行儲(chǔ)存。另外，在存儲(chǔ)器42的SRAM等所構(gòu)成的非易失性存儲(chǔ)器區(qū)域，對(duì)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(jìn)行存儲(chǔ)。
[0063]接口 43能夠進(jìn)行數(shù)值控制裝置40和轉(zhuǎn)接器等外部設(shè)備(未圖示)的連接。從該外部設(shè)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(shè)備(未圖示)而存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。PMC(可編程的機(jī)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(jī)床的輔助裝置輸出信號(hào)并進(jìn)行控制。另外，接受機(jī)床主體所配備的操作盤(未圖示)的各種開關(guān)等的信號(hào)，在實(shí)施了所需要的信號(hào)處理之后，將其傳遞至CPU41。
[0064]顯示器/MDI單元59是具備顯示器、鍵盤等的手動(dòng)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(dòng)脈沖發(fā)生器等的操作盤60連接。
[0065]各軸(作為三個(gè)直線軸的上述Xa軸、Ya軸及Za軸、以及作為一個(gè)旋轉(zhuǎn)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(dòng)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(dòng)各軸的伺服馬達(dá)61、62、63、64。各軸進(jìn)行位置、速度的反饋控制(圖3中省略了該結(jié)構(gòu))。
[0066]伺服馬達(dá)61、62、63、64驅(qū)動(dòng)機(jī)床的Xa軸、Ya軸、Za軸、以及C軸，而對(duì)圖1所示的四軸加工機(jī)械進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。另外，主軸控制電路56接受主軸旋轉(zhuǎn)指令，向主軸放大器57輸出主軸速度信號(hào)。該主軸放大器57接受主軸速度信號(hào)，而以所指令的旋轉(zhuǎn)速度使主軸馬達(dá)65旋轉(zhuǎn)。
[0067]四軸加工機(jī)用數(shù)值控制裝置40進(jìn)行使用Xa軸、Ya軸、以及Za軸這三個(gè)直線軸使作為工具的刀具移動(dòng)、并且以一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(C軸)使工件4旋轉(zhuǎn)的四軸控制，來對(duì)葉輪的整個(gè)翼面進(jìn)行加工。該四軸加工機(jī)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。
[0068]接下來，使用圖4以及圖5，對(duì)為了進(jìn)行葉輪的翼面的加工而在圖1的葉輪加工機(jī)中使用的工具的第一、第二形狀例進(jìn)行說明。
[0069]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(cè)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(cè)線10來加工工件4。
[0070]對(duì)使用作為上述的四軸加工機(jī)的葉輪加工機(jī)而加工的葉輪進(jìn)行說明。如上所述，本實(shí)用新型的目的在于提供如下具有由直線元素所組成的面構(gòu)成的翼的葉輪，即使是由處于相互扭曲的姿勢(shì)的直線元素所組成的面構(gòu)成的、在三軸加工機(jī)中無法用其工具的側(cè)面進(jìn)行加工那樣的翼的形狀，也能夠利用四軸加工機(jī)而用其工具的側(cè)面進(jìn)行加工。因此，當(dāng)使圓柱狀或者圓錐狀的旋轉(zhuǎn)工具的圓柱或者圓錐的一側(cè)線沿著構(gòu)成葉輪的翼面的直線元素時(shí)，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(shí)，該投影的線相互平行，以上述這樣的直線元素構(gòu)成葉輪的翼面。
[0071]以下，對(duì)各實(shí)施方式的葉輪的形狀進(jìn)行說明。
[0072]首先，使用圖6?圖9對(duì)本實(shí)用新型的葉輪的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0073]如圖6所示，葉輪70的翼(葉片)的構(gòu)成其翼面的直線元素71不相互平行而處于扭曲的姿勢(shì)。
[0074]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(shè)定原點(diǎn)79，并如圖8所示地將通過該原點(diǎn)79且與Z軸74正交的平面設(shè)為XY平面77。在該XY平面77上設(shè)定X軸78。接下來，將構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71投影于XY平面77時(shí)的投影線設(shè)為XY投影線76。將該XY投影線76與X軸78所成的角度設(shè)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)。
[0075]如圖6所示，將包括Z軸74且與構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71的任一個(gè)XY投影線76均不垂直的平面設(shè)為Z軸投影平面75。如圖7所示，將構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71 (以下，將構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71簡(jiǎn)稱為“直線元素71”)投影于Z軸投影平面75時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線72。并且，如圖7所示，將延長(zhǎng)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(diǎn)80的離原點(diǎn)79的距離設(shè)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)。
[0076]而且，葉輪70的翼由如下直線元素所組成的面構(gòu)成，即、直線元素的Z軸距離81與直線元素的扭曲角α的關(guān)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。
[0077]圖10是說明第一實(shí)施方式(圖5)的葉輪的圖。
[0078]利用具有三個(gè)直線軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的四軸機(jī)床來加工葉輪70。當(dāng)用圓柱狀的旋轉(zhuǎn)工具30a (圖4)的側(cè)面對(duì)葉輪70的翼面進(jìn)行切削加工時(shí)，將當(dāng)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(shí)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(shè)為角Θ，以該角Θ將工件旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，并使圓柱狀的旋轉(zhuǎn)工具(工具30a)以其側(cè)線對(duì)準(zhǔn)直線元素71的方式移動(dòng)，從而以該工具30a的側(cè)面對(duì)工件進(jìn)行加工。
[0079]接下來，使用圖11以及圖12對(duì)本實(shí)用新型的葉輪的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0080]圖11是在該實(shí)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。
[0081]與圖6?圖9所示的結(jié)構(gòu)相同，葉輪70具備有由如下直線元素構(gòu)成的翼面的翼，構(gòu)成翼面的直線元素71不相互平行而處于扭曲的姿勢(shì)。在作為葉輪70的中心軸的Z軸74上的規(guī)定的位置設(shè)定原點(diǎn)79，將通過該原點(diǎn)79且與Z軸74正交的平面設(shè)為XY平面77。在該XY平面77上設(shè)定X軸78。而且，將構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71投影于XY平面77時(shí)的投影線設(shè)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(shè)為直線元素的扭曲角a。
[0082]如圖11所示，將包括Z軸74、且與構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71的任一個(gè)XY投影線76均不垂直的平面設(shè)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(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線72。并且，將延長(zhǎng)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(diǎn)80的、離原點(diǎn)79的距離設(shè)為直線元素的Z軸距離81。
[0083]而且，葉輪70的翼由如下直線元素所組成的面構(gòu)成，即、直線元素的Z軸距離81與直線元素的扭曲角α的關(guān)系由曲線表示，并且，當(dāng)使工具30a的圓柱的一側(cè)線與直線元素71 —致時(shí)，該工具30a的中心軸6投影于Z軸投影平面75時(shí)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。
[0084]此外，圖11中，符號(hào)84表示使工具30a的圓柱的一側(cè)線沿直線元素71的狀態(tài)。
[0085]圖12是說明該實(shí)施方式的葉輪的圖。
[0086]利用具有三個(gè)直線軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的四軸機(jī)床對(duì)葉輪70進(jìn)行加工。當(dāng)以圓柱狀的旋轉(zhuǎn)工具30a(圖4)的側(cè)面對(duì)葉輪70的翼面進(jìn)行切削加工時(shí)，且當(dāng)使工具30a的圓柱的一側(cè)線7 (圖4)與構(gòu)成該葉輪70的翼面的直線元素71 一致時(shí)，將該工具的中心軸6投影于Z軸投影平面75時(shí)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(shè)為角Θ，以該角Θ將工件旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)工具30a的側(cè)線以與直線元素71對(duì)準(zhǔn)的方式移動(dòng)，以該工具30a的側(cè)面加工工件。
[0087]此外，圖12中，符號(hào)86表示使工具30b的圓柱的一側(cè)線沿著直線元素71的狀態(tài)。
[0088]接下來，使用圖13以及圖14對(duì)本實(shí)用新型的葉輪的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0089]圖13是在該實(shí)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。
[0090]與圖6?圖9所示的結(jié)構(gòu)相同，葉輪70具備有由以下直線元素構(gòu)成的翼面的翼，構(gòu)成翼面的直線元素71不相互平行而處于扭曲的姿勢(shì)。在作為葉輪70的中心軸的Z軸74上的規(guī)定的位置設(shè)定原點(diǎn)79，將通過該原點(diǎn)79且與Z軸74正交的平面設(shè)為XY平面77。在該XY平面77上設(shè)定X軸78。而且，將構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71投影于XY平面77時(shí)的投影線設(shè)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(shè)為直線元素的扭曲角a。
[0091]另外，將包括Z軸74、且與構(gòu)成葉輪70的翼的翼面的直線元素71的任一個(gè)XY投影線76均不垂直的平面設(shè)為Z軸投影平面75。
[0092]將直線元素71投影于Z軸投影平面75時(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線72。并且，將延長(zhǎng)直線元素的Z投影線72后的線和Z軸74的交點(diǎn)80的、離原點(diǎn)79的距離設(shè)為直線元素的Z軸距離81。
[0093]而且，葉輪70的翼由如下直線元素所組成的面構(gòu)成，即、直線元素的Z軸距離81與直線元素的扭曲角α的關(guān)系由曲線表示，并且，當(dāng)使工具30b的圓錐面的側(cè)線10(圖5)與直線元素71 一致時(shí)，該工具30b的中心軸9投影于Z軸投影平面75時(shí)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。
[0094]圖14是說明該實(shí)施方式的葉輪的加工方法的圖。
[0095]利用具有三個(gè)直線軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的四軸機(jī)床對(duì)葉輪70進(jìn)行加工。當(dāng)以圓錐面狀的旋轉(zhuǎn)工具30b (圖5)的側(cè)面對(duì)葉輪70的翼面進(jìn)行切削加工時(shí)，且當(dāng)使工具30b的圓錐面的一側(cè)線10(圖5)與構(gòu)成該葉輪70的翼面的直線元素71 一致時(shí)，將該工具30b的中心軸9投影于Z軸投影平面75時(shí)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(shè)為角Θ，以該角Θ將工件旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)工具(30b)的側(cè)線以與直線元素71對(duì)準(zhǔn)的方式移動(dòng)，以該工具30b的側(cè)面加工工件。
【權(quán)利要求】
1.一種葉輪，其具備有直線元素所構(gòu)成的翼面的翼， 上述葉輪的特征在于， 構(gòu)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(shì)， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設(shè)定原點(diǎn)，并將通過該原點(diǎn)且與上述Z軸正交的平面設(shè)為XY平面， 在上述XY平面上設(shè)定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時(shí)的投影線設(shè)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(shè)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(gè)均不垂直的平面設(shè)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(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線， 將延長(zhǎng)上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點(diǎn)離上述原點(diǎn)的距離設(shè)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(gòu)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(guān)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(gòu)成的翼面的翼， 上述葉輪的特征在于， 構(gòu)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(shì)， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設(shè)定原點(diǎn)，并將通過該原點(diǎn)且與上述Z軸正交的平面設(shè)為XY平面， 在上述XY平面上設(shè)定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時(shí)的投影線設(shè)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(shè)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(gè)均不垂直的平面設(shè)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(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線， 將延長(zhǎng)上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點(diǎn)離上述原點(diǎn)的距離設(shè)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(gòu)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(guān)系由曲線表示，并且，當(dāng)使圓柱狀的工具的圓柱表面的一側(cè)線與構(gòu)成該翼面的直線元素一致時(shí)，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時(shí)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(gòu)成的翼面的翼， 上述葉輪的特征在于， 構(gòu)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(shì)， 在作為上述葉輪的中心軸的Z軸上的任意的位置設(shè)定原點(diǎn)，并將通過該原點(diǎn)且與上述Z軸正交的平面設(shè)為XY平面， 在上述XY平面上設(shè)定X軸，將上述直線元素投影于上述XY平面時(shí)的投影線設(shè)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(shè)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(gè)均不垂直的平面設(shè)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(shí)的投影線設(shè)為直線元素的Z投影線， 將延長(zhǎng)上述直線元素的Z投影線后的線與上述Z軸的交點(diǎn)離上述原點(diǎn)的距離設(shè)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(gòu)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(guān)系由曲線表示，并且，當(dāng)使圓錐狀的工具的圓錐面的一側(cè)線與構(gòu)成翼面的直線元素一致時(shí)，作為上述工具的中心軸投影于上述Z軸投影平面時(shí)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。
【文檔編號(hào)】B23C3/18GK203992545SQ201420384773
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】奧田真司 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社