[发明专利]叶轮以及该叶轮的加工方法

说明书

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。

技术领域

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

图15是说明以往的具有一般的翼的叶轮的图。叶轮1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1的加工时，不考虑当使工具(未图示)的侧线沿构成该叶轮1的翼面3的直线元素2时的、该工具的中心轴的朝向。

日本特开昭61-109608号公报中公开了如下技术，叶片形成为由n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n直线元素分别对准，需要五轴的控制。

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。

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。

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。

国际公开WO91/03648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。

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

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。

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。

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。