(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの外周に装着するタービン翼の翼根であって、当該翼根の長手方向に対して左右対称で、且つ先端側に向けて逆クリスマスツリー状に根幅が増減しながら徐々に狭くなるように加工され、前記根幅が狭くなった幅狭部と、前記根幅が広くなった幅広部とを交互に有する前記翼根の中仕上げ加工を行うためのスローアウェイ式切削回転工具であって、
軸線回りに回転し、軸線方向先端に向けて段状に小径となるように形成され、前記翼根に形成された前記幅狭部の数に対応する複数の段部を側面に有する工具本体と、
当該工具本体の前記軸線方向先端側の段部の外周かつ周方向に凹設された少なくとも偶数からなる第１チップ座と、
前記工具本体の前記先端側の段部よりも後端側に配置された段部の外周かつ周方向に形成され、前記軸線方向に対して千鳥状に凹設された少なくとも偶数からなる第２チップ座と
を備え、
前記第１チップ座には、
互いに平行な一対の直線状の各辺の両端同士を円弧で結んだ第１チップと、
円盤形状に形成された第２チップと
が前記工具本体の周方向に交互に嵌め込まれて各々固定され、
前記第２チップ座には、
矩形状に形成された第３チップと、
矩形状に形成された第４チップと
が自身の一の角部を前記工具本体の径方向外側に突き出した状態で、前記工具本体の周方向に交互に嵌め込まれて各々固定され、
前記第１チップの一の円弧部分と、当該円弧部分の一端に連なる一の辺と、前記第２チップの円弧部分とによって、前記翼根の最も後端側に形成される前記幅狭部を切削する為の円弧状の切削経路を形成し、
前記第３チップの一の角部、及び当該一の角部に連なる二辺と、前記第４チップの前記一の角部に連なる一辺とによって、前記翼根の最も後端側に形成される前記幅狭部以外の前記幅狭部を切削する為のＶ字状の切削経路を形成し、
前記第１チップ、前記第２チップ、前記第３チップ及び前記第４チップは、前記複数の段部の夫々において右刃を構成し、
前記第１チップ座同士の間および前記第２チップ座同士の間に形成された溝は左ねじれであって、
前記第１チップ、前記第２チップ、前記第３チップ及び前記第４チップの前記工具本体における軸方向におけるすくい角が、前記工具本体の前記軸線方向先端側から後端側に向かうにつれて、前記段部毎に徐々に大きくなっていることを特徴とするスローアウェイ式切削回転工具。
【請求項２】
前記軸方向におけるすくい角は、３〜９°の範囲内で可変させることを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイ式切削回転工具。
【請求項３】
前記第１チップ、前記第２チップ、前記第３チップ及び前記第４チップの前記工具本体における半径方向におけるすくい角が、前記工具本体の軸線方向先端側から後端側に向かうにつれて、前記段部毎に徐々に大きくなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスローアウェイ式切削回転工具。
【請求項４】
前記半径方向におけるすくい角は、−２〜５°の範囲内で可変させることを特徴とする請求項３に記載のスローアウェイ式切削回転工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、スローアウェイ式切削回転工具に関し、詳細には、ロータの外周に装着するタービン翼の翼根を切削するためのスローアウェイ式切削回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電機用のタービン羽根を製造する場合、タービン羽根の翼根を、ロータの外周に形成されたクリスマスツリー状の溝に装着させるために、その輪郭を溝の形状に合わせる必要がある。翼根は、一般的に、自身の長手方向に対して左右対称で、且つ先端側に向けて逆クリスマスツリー状に根幅が増減しながら徐々に狭くなるように加工され、根幅が狭くなった幅狭部と、根幅が広くなった幅広部とが交互に形成されている。
【０００３】
このような翼根を１パスで側面加工するために、例えば、逆クリスマスツリー状に形成された工具本体を備え、その工具本体に形成された複数個の切削チップ座に、切削チップを固定設置できる所謂「スローアウェイ」タイプの切削工具が知られている（例えば、特許文献１参照）。このタイプの切削工具は、工具本体はそのままで切削チップのみを交換できるので、工具の廃棄量が減ると共に経済的である。
【特許文献１】特開２０００−２５４８１２号公報
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の切削工具では、１本の工具で複雑な翼根を荒切削するため、工具にかかる負荷が大きく、特に、径方向内側にくびれた部分は他部位に比べて弱い。そのため、加工中に振動やビビリ音（異音）を生じるという問題点があった。さらに、このような不安定な状態で加工し続けた場合、そのくびれた部分を中心に折損する虞もあるため、工具の切削送りを抑えながら加工しなければならず、効率的な加工ができなかった。また、切削チップの形状を翼根の輪郭形状に合わせる必要があるので、市販されている一般的な矩形状の切削チップを使用できない。よって、切削チップを製造するためのコストがかかるという問題点もあった。
【発明の開示】
【０００５】
本開示は、上記問題点を解決するためになされたものであり、タービン翼の翼根を効率的に、かつ安定して加工できるスローアウェイ式切削回転工具を提供することを目的とする。
【０００６】
本開示は、ロータの外周に装着するタービン翼の翼根であって、当該翼根の長手方向に対して左右対称で、且つ先端側に向けて逆クリスマスツリー状に根幅が増減しながら徐々に狭くなるように加工され、前記根幅が狭くなった幅狭部と、前記根幅が広くなった幅広部とを交互に有する前記翼根の中仕上げ加工を行うためのスローアウェイ式切削回転工具であって、軸線回りに回転し、軸線方向先端に向けて段状に小径となるように形成され、前記翼根に形成された前記幅狭部の数に対応する複数の段部を側面に有する工具本体と、当該工具本体の前記軸線方向先端側の段部の外周かつ周方向に凹設された少なくとも偶数からなる第１チップ座と、前記工具本体の前記先端側の段部よりも後端側に配置された段部の外周かつ周方向に形成され、前記軸線方向に対して千鳥状に凹設された少なくとも偶数からなる第２チップ座とを備え、前記第１チップ座には、互いに平行な一対の直線状の各辺の両端同士を円弧で結んだ第１チップと、円盤形状に形成された第２チップとが前記工具本体の周方向に交互に嵌め込まれて各々固定され、前記第２チップ座には、矩形状に形成された第３チップと、矩形状に形成された第４チップとが自身の一の角部を前記工具本体の径方向外側に突き出した状態で、前記工具本体の周方向に交互に嵌め込まれて各々固定され、前記第１チップの一の円弧部分と、当該円弧部分の一端に連なる一の辺と、前記第２チップの円弧部分とによって、前記翼根の最も後端側に形成される前記幅狭部を切削する為の円弧状の切削経路を形成し、前記第３チップの一の角部、及び当該一の角部に連なる二辺と、前記第４チップの前記一の角部に連なる一辺とによって、前記翼根の最も後端側に形成される前記幅狭部以外の前記幅狭部を切削する為のＶ字状の切削経路を形成し、前記第１チップ、前記第２チップ、前記第３チップ及び前記第４チップは、前記複数の段部の夫々において右刃を構成し、前記第１チップ座同士の間および前記第２チップ座同士の間に形成された溝は左ねじれであって、前記第１チップ、前記第２チップ、前記第３チップ及び前記第４チップの前記工具本体における軸方向におけるすくい角が、前記工具本体の前記軸線方向先端側から後端側に向かうにつれて、前記段部毎に徐々に大きくなっていることを特徴とするスローアウェイ式切削回転工具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】翼根１の部分断面図である。
【図２】翼根切削加工工程のフローである。
【図３】粗取り工程の内容を示す図である。
【図４】粗取り工程を終えた翼根１の部分拡大図である。
【図５】粗取り用カッタ２０の斜視図である。
【図６】粗取り用カッタ２０の斜視図である。
【図７】粗取り用カッタ２０の軸線方向先端側からみた図である。
【図８】粗取り用カッタ２０の軸線方向における正方形チップ５１および長方形チップ５２の互いの位置関係を示した図である。
【図９】各段部２５〜２９における正方形チップ５１および正方形チップ５１の各移動軌跡と、翼根１に形成される粗取り形状２との関係を示した図である。
【図１０】中仕上げ工程の内容を示す図である。
【図１１】中仕上げ工程を終えた翼根１の部分拡大図である。
【図１２】中仕上げ用カッタ７０の斜視図である。
【図１３】中仕上げ用カッタ７０の斜視図である。
【図１４】中仕上げ用カッタ７０の軸線方向先端側から見た図である。
【図１５】中仕上げ用カッタ７０の軸線方向において、長方形チップ９１、正方形チップ９２、種状チップ９５、円形チップ９６の互いの位置関係を示した図である。
【図１６】中仕上げ用カッタ７０の側面図である。
【図１７】中仕上げ用カッタ７０の側面図である。
【図１８】各段部７５〜７９における長方形チップ９１、正方形チップ９２、種状チップ９５、円形チップ９６の各移動軌跡と、翼根１に形成される中仕上げ形状３との関係を示した図である。
【図１９】仕上げ工程の内容を示す図である。
【図２０】評価試験１の結果を示すグラフである。
【図２１】評価試験２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本開示の一実施形態である中仕上げ用カッタ７０について、図面を参照して説明する。なお、図１に示す翼根１は、発電機として利用されるロータ（図示外）の外周に形成された溝に、タービン翼（図示外）を装着するための基部である。図１２に示す中仕上げ用カッタ７０は、その翼根１を切削する工程の中で、二番目に行われる中仕上げ工程（図２：Ｓ１１参照）で使用されるスローアウェイ式の切削回転工具である。
【０００９】
はじめに、翼根１の形状について説明する。図１に示すように、タービン翼の基部である翼根１は、自身の長手方向に対して左右対称で、且つ先端側に向けて逆クリスマスツリー状に根幅が増減しながら徐々に狭くなるように形成されている。翼根１の外周面には、先端側から後端側に向かって、第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４が互いに間隔を空けて各々形成され、それらの根幅は徐々に広くなっている。
【００１０】
さらに、第１幅広部１１と第２幅広部１２との間に第１幅狭部１５が形成され、第２幅広部１２と第３幅広部１３との間に第２幅狭部１６が形成され、第３幅広部１３と第４幅広部１４との間に第３幅狭部１７が形成されている。第４幅広部１４の後方に第４幅狭部１８が形成されている。第２幅狭部１６の根幅は、第１幅狭部１５の根幅よりも広くなっている。第３幅狭部１７の根幅は、第２幅狭部１６の根幅よりも広くなっている。第４幅狭部１８の根幅は、第３幅狭部１７の根幅よりも広くなっている。
【００１１】
次に、翼根１の切削加工工程について説明する。図２に示すように、翼根切削加工工程は、粗取り工程（Ｓ１０）と、中仕上げ工程（Ｓ１１）と、仕上げ工程（Ｓ１２）とから構成されている。以下、これら３つの工程の内容について、順に詳細に説明する。
【００１２】
まず、粗取り工程（Ｓ１０）について説明する。図３に示すように、翼根１に対して最終的に形成される予定翼根形状１０（二点鎖線）を想定した場合に、まず、粗取り用カッタ２０を用いて、翼根１に粗取り形状２を切削する。粗取り形状２の輪郭は、予定翼根形状１０の長手方向に向かって、段階的に径が細くなるように階段状に切削される。この粗取り形状２を切削することにより、図４に示すように、予定翼根形状１０の第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４において、所定の削り代６５を残すようにして切削される。
【００１３】
つまり、根幅の狭い第１幅狭部１５、第２幅狭部１６、第３幅狭部１７、第４幅広部１８については、次の中仕上げ工程で切削し、根幅の広い第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４を、最初の粗取り工程で先に切削してしまうのである。よって、後述する中仕上げ用カッタ７０で切削する際には、第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４については既に切削済みとなる。従って、中仕上げ用カッタ７０（図１２参照）において、第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４に対応する各くびれ部分には翼根１の外周面が接触しない。くびれ部分は他部位に比べて強度が弱いが、その部分に翼根１が接触しないので、中仕上げ用カッタ７０にかかる負荷を低減できる。
【００１４】
次に、粗取り用カッタ２０の構造について説明する。図５に示すように、粗取り用カッタ２０は、刃先を有するチップを着脱可能に固定できる「スローアウェイ式」の切削回転工具である。粗取り用カッタ２０は、軸線方向先端側に向かって階段状に縮径する工具本体２３を備えている。工具本体２３の軸線方向後端部には、図示しない工作機械の主軸の先端に当接するための略円柱状の台座部２２が同一軸線上に設けられている。台座部２２の軸線方向後端部には、主軸に設けられた工具装着穴（図示外）に装着するためのテーパ部２１が同一軸線上に設けられている。なお、粗取り用カッタ２０は、右刃、左ねじれの切削回転工具である。
【００１５】
次に、工具本体２３の形状について説明する。図５，図６に示すように、工具本体２３は、形成されるべき粗取り形状２（図３の右側参照）にほぼ対応する階段状の輪郭を有する。工具本体２３は、台座部２２側から軸線方向先端側に向かって順に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された第１段部２５と、その第１段部２５の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第１段部２５よりも小さくかつ同一形状に形成された第２段部２６と、その第２段部２６の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第２段部２６よりも小さくかつ同一形状に形成された第３段部２７と、その第３段部２７の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第３段部２７よりも小さくかつ同一形状に形成された第４段部２８と、その第４段部２８の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第４段部２８よりも小さくかつ同一形状に形成された第５段部２９とから構成されている。
【００１６】
このような工具本体２３を軸線方向先端側から見たときに、図７に示すように、第５段部２９、第４段部２８、第３段部２７、第２段部２６、第１段部２５の各位置は、先端側から後端側に向かう方向において、左方向（反時計回り）にねじられている。さらに、工具本体２３の軸線方向には４本の段付き溝３７が形成されている。これら段付き溝３７は、軸線方向先端側から見たときに、左方向（反時計回り）にねじられている。
【００１７】
次に、工具本体２３を構成する第１〜５段部２５〜２９の各構造について、図５乃至図７を参照して順に説明する。なお、ここでは、工具本体２３の軸線方向先端側にある第５段部２９を最初に説明し、第４段部２８、第３段部２７、第２段部２６、第１段部２５の順に説明する。
【００１８】
まず、第５段部２９の構造について説明する。図５乃至図７に示すように、第５段部２９は、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第５段部２９には、外方に向けて略十字状に４方向に突出する第１突出部３１、第２突出部３２、第３突出部３３、第４突出部３４が設けられている。第１突出部３１と第２突出部３２との間、第２突出部３２と第３突出部３３との間、第３突出部３３と第４突出部３４との間、第４突出部３４と第１突出部３１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝３７の一部分を各々形成している。
【００１９】
さらに、図５，図６に示すように、段付き溝３７に対向する第１突出部３１の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座４４が凹設されている。段付き溝３７に対向する第２突出部３２の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４９が凹設されている。段付き溝３７に対向する第３突出部３３の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。段付き溝３７に対向する第４突出部３４の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４９（図６参照）が凹設されている。つまり、切削チップ座４４，４９は、互いに千鳥状に配設されている。
【００２０】
そして、第１突出部３１に凹設された切削チップ座４４には、長方形状の長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト６０で固定されている。第２突出部３２に凹設された切削チップ座４９にも、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第３突出部３３に凹設された切削チップ座（図示外）にも、長方形チップ５２（図７参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部３４に凹設された切削チップ座４９にも、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト６０で固定されている。このとき、これら長方形チップ５２の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの長辺のうち外側の一辺は、予定翼根形状１０（図４参照）の長手方向に対して平行になるように配置される。
【００２１】
次に、第４段部２８の構造について説明する。図５乃至図７に示すように、第４段部２８も、第５段部２９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第４段部２８も、第１突出部３１、第２突出部３２、第３突出部３３、第４突出部３４を備えている。第１突出部３１と第２突出部３２との間、第２突出部３２と第３突出部３３との間、第３突出部３３と第４突出部３４との間、第４突出部３４と第１突出部３１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝３７の一部分を各々形成している。
【００２２】
さらに、図５，図６に示すように、段付き溝３７に対向する第１突出部３１の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座４３が凹設されている。段付き溝３７に対向する第２突出部３２の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４８が凹設されている。段付き溝３７に対向する第３突出部３３の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。段付き溝３７に対向する第４突出部３４の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４８（図６参照）が凹設されている。つまり、切削チップ座４３，４８は、互いに千鳥状に配設されている。
【００２３】
そして、第１突出部３１に凹設された切削チップ座４３には、正方形チップ５１が嵌め込まれ、ボルト６０（図５参照）で固定されている。第２突出部３２に凹設された切削チップ座４８には、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第３突出部３３に凹設された切削チップ座（図示外）には、正方形チップ５１（図７参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部３４に凹設された切削チップ座４８には、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト６０で固定されている。このとき、正方形チップ５１の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの辺のうち外側の一辺と、長方形チップ５２の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの長辺のうち外側の一辺とは、予定翼根形状１０（図４参照）の長手方向に対して平行になるように配置される。
【００２４】
次に、第３段部２７の構造について説明する。図５乃至図７に示すように、第３段部２７も、第５段部２９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第３段部２７も、第１突出部３１、第２突出部３２、第３突出部３３、第４突出部３４を備えている。第１突出部３１と第２突出部３２との間、第２突出部３２と第３突出部３３との間、第３突出部３３と第４突出部３４との間、第４突出部３４と第１突出部３１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝３７の一部分を各々形成している。
【００２５】
さらに、図５，図６に示すように、段付き溝３７に対向する第１突出部３１の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座４２が凹設されている。段付き溝３７に対向する第２突出部３２の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４７が凹設されている。段付き溝３７に対向する第３突出部３３の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。段付き溝３７に対向する第４突出部３４の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４７（図６参照）が凹設されている。つまり、切削チップ座４２，４７は、互いに千鳥状に配設されている。
【００２６】
そして、第１突出部３１に凹設された切削チップ座４２には、正方形チップ５１が嵌め込まれ、ボルト６０（図５参照）で固定されている。第２突出部３２に凹設された切削チップ座４７には、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第３突出部３３に凹設された切削チップ座（図示外）には、正方形チップ５１（図７参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部３４に凹設された切削チップ座４８には、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト６０で固定されている。このとき、正方形チップ５１の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの辺のうち外側の一辺と、長方形チップ５２の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの長辺のうち外側の一辺とは、予定翼根形状１０（図４参照）の長手方向に対して平行になるように配置される。
【００２７】
次に、第２段部２６の構造について説明する。図５乃至図７に示すように、第２段部２６も、第５段部２９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第２段部２６も、第１突出部３１、第２突出部３２、第３突出部３３、第４突出部３４を備えている。第１突出部３１と第２突出部３２との間、第２突出部３２と第３突出部３３との間、第３突出部３３と第４突出部３４との間、第４突出部３４と第１突出部３１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝３７の一部分を各々形成している。
【００２８】
さらに、図５，図６に示すように、段付き溝３７に対向する第１突出部３１の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座４１が凹設されている。段付き溝３７に対向する第２突出部３２の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４６が凹設されている。段付き溝３７に対向する第３突出部３３の内面の後端側には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。段付き溝３７に対向する第４突出部３４の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４６（図６参照）が凹設されている。つまり、切削チップ座４１，４６は、互いに千鳥状に配設されている。
【００２９】
そして、第１突出部３１に凹設された切削チップ座４１には、正方形チップ５１が嵌め込まれ、ボルト６０（図５参照）で固定されている。第２突出部３２に凹設された切削チップ座４６には、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト６０（図示外）で固定されている。第３突出部３３に凹設された切削チップ座（図示外）には、正方形チップ５１（図７参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部３４に凹設された切削チップ座４６には、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト６０で固定されている。このとき、正方形チップ５１の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの辺のうち外側の一辺と、長方形チップ５２の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの長辺のうち外側の一辺とは、予定翼根形状１０（図４参照）の長手方向に対して平行になるように配置される。
【００３０】
次に、第１段部２５の構造について説明する。図５乃至図７に示すように、第１段部２５も、第５段部２９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第１段部２５も、第１突出部３１、第２突出部３２、第３突出部３３、第４突出部３４を備えている。第１突出部３１と第２突出部３２との間、第２突出部３２と第３突出部３３との間、第３突出部３３と第４突出部３４との間、第４突出部３４と第１突出部３１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝３７の一部分を各々形成している。
【００３１】
さらに、図５，図６に示すように、段付き溝３７に対向する第２突出部３２の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４５が凹設されている。段付き溝３７に対向する第４突出部３４の内面の前端側には、矩形状に形成された切削チップ座４５が凹設されている。つまり、切削チップ座４５，４５は、軸線方向において互いに同一位置に配設されている。
【００３２】
そして、第２突出部３２に凹設された切削チップ座４５には、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部３４に凹設された切削チップ座４５にも、長方形チップ５２が嵌め込まれ、ボルト６０（図６参照）で固定されている。このとき、長方形チップ５２の、工具本体２３の軸線方向に対して平行な２つの辺のうち外側の一辺は、予定翼根形状１０（図４参照）の長手方向に対して平行になるように配置される。
【００３３】
次に、粗取り用カッタ２０の軸線方向における正方形チップ５１および長方形チップ５２の互いの位置関係について説明する。図８に示すように、まず、第１段部２５において、第２突出部３２に固定された長方形チップ５２と、第４突出部３４に固定された長方形チップ５２とは、軸線方向において互いに同列上に配置される。
【００３４】
また、第２段部２６〜第４段部２８において、第１突出部３１及び第３突出部３３に各々固定された正方形チップ５１と、第２突出部３２及び第４突出部３４に各々固定された長方形チップ５２とは、軸線方向において千鳥状に配置される。さらに、第５段部２９において、第１突出部３１及び第３突出部３３に固定された長方形チップ５２と、第２突出部３２及び第４突出部３４に各々固定された長方形チップ５２とは、軸線方向において千鳥状に配置される。
【００３５】
次に、正方形チップ５１の回転軌跡と、長方形チップ５２の回転軌跡とによる粗取り形状２の切削方法について、図９を参照して説明する。なお、図９では、工具本体２３を軸線方向に沿った断面で見た場合の各チップ５１，５２の回転軌跡を示している。また、ここでは、工具本体２３の軸線方向後端側を「上側」とし、軸線方向先端側を「下側」として説明する。図９に示すように、まず、第１段部２５では、長方形チップ５２の回転軌跡の横方向の下側の一辺によって、予定翼根形状１０の先端が平面状に切削される。
【００３６】
また、第２段部２６では、上側の正方形チップ５１の回転軌跡の外側の縦方向の一辺と、下側の長方形チップ５２の回転軌跡の外側の縦方向の一辺とが同一線上に配置され、軸線方向に平行な直線状の切削経路が形成される。この切削経路によって、予定翼根形状１０の第１幅広部１１に対応する部分が切削される。このとき、第１幅広部１１に対して所定の削り代６５を残して、軸線方向に対して平行に切削される。
【００３７】
また、第３段部２７でも、上側の正方形チップ５１の回転軌跡の外側の縦方向の一辺と、下側の長方形チップ５２の回転軌跡の外側の縦方向の一辺とが同一線上に配置され、軸線方向に平行な直線状の切削経路が形成される。この切削経路によって、予定翼根形状１０の第２幅広部１２に対応する部分が切削される。このとき、第２幅広部１２に対して所定の削り代６５を残して、軸線方向に対して平行に切削される。
【００３８】
また、第４段部２８でも、上側の正方形チップ５１の回転軌跡の外側の縦方向の一辺と、下側の長方形チップ５２の回転軌跡の外側の縦方向の一辺とが同一線上に配置され、軸線方向に平行な直線状の切削経路が形成される。この切削経路によって、予定翼根形状１０の第３幅広部１３に対応する部分が切削される。このとき、第３幅広部１３に対して所定の削り代６５を残して、軸線方向に対して平行に切削される。
【００３９】
また、第５段部２９では、上側の長方形チップ５２の回転軌跡の外側の縦方向の一辺と、下側の長方形チップ５２の回転軌跡の外側の縦方向の一辺とが同一線上に配置され、軸線方向に平行な直線状の切削経路が形成される。この切削経路によって、予定翼根形状１０の第４幅広部１４に対応する部分と、第４幅狭部１８に対応する部分とが切削される。このとき、第４幅広部１４に対して所定の削り代６５を残して、軸線方向に対して平行に切削される。
【００４０】
そして、第２段部２６の各チップ５１，５２で形成される縦方向の切削経路の下端部と、第３段部２７の各チップ５１，５２で形成される縦方向の切削経路の上端部との間は、第２段部２６に固定された長方形チップ５２の回転軌跡の下辺によって切削される。さらに、第３段部２７の各チップ５１，５２で形成される縦方向の切削経路の下端部と、第４段部２８の各チップ５１，５２で形成される縦方向の切削経路の上端部との間は、第３段部２７に固定された長方形チップ５２の回転軌跡の下辺によって切削される。さらに、第４段部２８の各チップ５１，５２で形成される縦方向の切削経路の下端部と、第５段部２９の各チップ５１，５２で形成される縦方向の切削経路の上端部との間は、第４段部２８に固定された長方形チップ５２の回転軌跡の下辺によって切削される。
【００４１】
こうして、粗取り工程（Ｓ１０）では、図４に示すように、予定翼根形状１０の第１〜第４幅広部１１〜１４において削り代６５を残すようにして段状に切削された粗取り形状２が形成される。
【００４２】
このように、粗取り用カッタ２０では、第２〜４段部２６〜２８において、正方形チップ５１および長方形チップ５２を軸線方向に千鳥状に配置している。従来のハイス型粗取り用カッタの各段部に形成される１刃に対して、粗取り用カッタ２０では、一対の正方形チップ５１と長方形チップ５２とで、１刃を形成している。即ち、第２〜４段部２６〜２８では、４つのチップが千鳥状に配置されているので、２刃を形成していることになる。従来のハイス型粗取り用カッタでは、複雑な形状である粗取り形状２を切削するために、刃数を多く（例えば、６刃）設けなければならなかった。
【００４３】
そこで、粗取り用カッタ２０のように、一対の正方形チップ５１と長方形チップ５２とを千鳥状に配置することで、翼根１の外周面に対する接触頻度を効果的に減らすことができる。これにより、翼根１から受ける負荷を低減できることから、粗取り用カッタ２０による切削速度を上昇できるので、切削送りを早くすることができる。従って、粗取り工程における作業を効率的に行うことができる。さらに、粗取り用カッタ２０で使用される正方形チップ５１および長方形チップ５２は、単純な形状であるので、市販されている従来のスローアウェイチップを利用できる。つまり、粗取り用カッタ２０を使用するために新たな形状のチップを製造する必要もないので、コストがかからず、使い勝手の良い粗取り用カッタ２０を提供することができる。
【００４４】
次に、中仕上げ工程（Ｓ１１）について説明する。図３に示す粗仕上げ工程で翼根１に切削された粗取り形状２に対して、図１０に示すように、中仕上げ用カッタ７０を用いて、翼根１に中仕上げ形状３を切削する。中仕上げ形状３の輪郭は、予定翼根形状１０に対して所定の削り代６５（図１１参照）を残した状態で切削される。つまり、中仕上げ形状３を切削することで、図１１に示すように、先に削り代６５を残して切削された予定翼根形状１０の第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４に加えて、新たに、第１幅狭部１５、第２幅狭部１６、第３幅狭部１７、第４幅狭部１８となる部分についても、所定の削り代６５を残して切削される。
【００４５】
次に、中仕上げ用カッタ７０の構造について説明する。図１２に示すように、中仕上げ用カッタ７０は、刃先を有するチップを着脱可能に固定できる「スローアウェイ式」の切削回転工具である。中仕上げ用カッタ７０は、軸線方向先端側に向かって段状に縮径する工具本体７３を備えている。工具本体７３の軸線方向後端部には、図示しない工作機械の主軸の先端に当接するための略円柱状の台座部７２が同一軸線上に設けられている。台座部７２の軸線方向後端部には、主軸に設けられた工具装着穴（図示外）に装着するためのテーパ部７１が同一軸線上に設けられている。
【００４６】
次に、工具本体７３の形状について説明する。図１２，図１３に示すように、工具本体７３は、形成されるべき中仕上げ形状３（図１０参照）にほぼ対応する輪郭を有する。工具本体７３は、台座部７２側に設けられ、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された第１段部７５と、その第１段部７５の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第１段部７５と同一形状に形成された第２段部７６と、その第２段部７６の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第２段部７６よりも小さくかつ同一形状に形成された第３段部７７と、その第３段部７７の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第３段部７７よりも小さくかつ同一形状に形成された第４段部７８と、その第４段部７８の軸線方向先端側に同一軸線上に設けられ、第４段部７８よりも小さくかつ同一形状に形成された第５段部７９とから構成されている。
【００４７】
このような工具本体７３を軸線方向先端側から見たときに、図１４に示すように、第５段部７９、第４段部７８、第３段部７７、第２段部７６、第１段部７５の各位置は、先端側から後端側に向かう方向において、左方向（反時計回り）にねじられている。このような工具本体７３の軸線方向には４本の段付き溝５７が形成され、これら段付き溝５７は、軸線方向先端側から見たときに、左方向（反時計回り）にねじられている。
【００４８】
次に、工具本体７３を構成する第１〜５段部７５〜７９の各構造について、図１２乃至図１４を参照して説明する。ここでは、工具本体７３の軸線方向先端側にある第５段部７９を最初に説明し、第４段部７８、第３段部７７、第２段部７６、第１段部７５の順に説明する。
【００４９】
まず、第５段部７９の構造について説明する。図１２乃至図１４に示すように、第５段部７９は、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第５段部７９には、外方に向けて略十字状に４方向に突出する第１突出部８１、第２突出部８２、第３突出部８３、第４突出部８４が設けられている。第１突出部８１と第２突出部８２との間、第２突出部８２と第３突出部８３との間、第３突出部８３と第４突出部８４との間、第４突出部８４と第１突出部８１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝５７の一部分を各々形成している。
【００５０】
さらに、図１２に示すように、段付き溝５７に対向する第１突出部８１の内面には、略楕円形状に形成された切削チップ座１０４が凹設されている。段付き溝５７に対向する第２突出部８２の内面には、円形状に形成された切削チップ座８９が凹設されている。段付き溝５７に対向する第３突出部８３の内面には、略楕円形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。段付き溝５７に対向する第４突出部８４の内面には、円形状に形成された切削チップ座８９（図１３参照）が凹設されている。
【００５１】
そして、第１突出部８１に凹設された切削チップ座１０４には、互いに平行な一対の直線状の各辺の両端同士を円弧で結んだ形状である種状チップ９５が嵌め込まれ、ボルト９７で固定されている。第２突出部８２に凹設された切削チップ座８９には、円盤形状の円形チップ９６が嵌め込まれ、ボルト９７（図１３参照）で固定されている。第３突出部８３に凹設された切削チップ座１０４にも、種状チップ９５が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部８４に凹設された切削チップ座８９にも、円形チップ９６が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。このとき、種状チップ９５は、２つの円弧部分のうち１つの円弧部分が、工具本体７３の径方向外側に向けられると共に、その長手方向が、工具本体７３の軸線方向に対して斜めに交わるようにして配置される。さらに、円形チップ９６は、その外周の一部が、工具本体７３の径方向外側に向けられるようにして配置される。
【００５２】
次に、第４段部７８の構造について説明する。図１２乃至図１４に示すように、第４段部７８は、第５段部７９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第４段部７８にも、第１突出部８１、第２突出部８２、第３突出部８３、第４突出部８４が設けられている。第１突出部８１と第２突出部８２との間、第２突出部８２と第３突出部８３との間、第３突出部８３と第４突出部８４との間、第４突出部８４と第１突出部８１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝５７の一部分を各々形成している。
【００５３】
さらに、図１２に示すように、段付き溝５７に対向する第１突出部８１の内面には、矩形状に形成された切削チップ座１０３が凹設されている。段付き溝５７に対向する第２突出部８２の内面には、矩形状に形成された切削チップ座８８が凹設されている。段付き溝５７に対向する第３突出部８３の内面には、矩形状に形成された切削チップ座１０３（図１２参照）が凹設されている。段付き溝５７に対向する第４突出部８４の内面には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。
【００５４】
そして、第１突出部８１に凹設された切削チップ座１０３には、細長の長方形状の長方形チップ９１が嵌め込まれ、ボルト９７で固定されている。第２突出部８２に凹設された切削チップ座８８には、正方形状に形成された正方形チップ９２が嵌め込まれ、ボルト９７（図１３参照）で固定されている。第３突出部８３に凹設された切削チップ座１０３には、長方形チップ９１が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部８４に凹設された切削チップ座（図示外）には、正方形チップ９２（図１４参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。このとき、長方形チップ９１は、４つの角部のうち１つの角部が工具本体７３の径方向外側に向くように配置される。さらに、正方形チップ９２も、４つの角部のうち１つの角部が工具本体７３の径方向外側に向くように配置される。
【００５５】
次に、第３段部７７の構造について説明する。図１２乃至図１４に示すように、第３段部７７は、第５段部７９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第３段部７７にも、第１突出部８１、第２突出部８２、第３突出部８３、第４突出部８４が設けられている。第１突出部８１と第２突出部８２との間、第２突出部８２と第３突出部８３との間、第３突出部８３と第４突出部８４との間、第４突出部８４と第１突出部８１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝５７の一部分を各々形成している。
【００５６】
さらに、図１２に示すように、段付き溝５７に対向する第１突出部８１の内面には、矩形状に形成された切削チップ座１０２が凹設されている。段付き溝５７に対向する第２突出部８２の内面には、矩形状に形成された切削チップ座８７が凹設されている。段付き溝５７に対向する第３突出部８３の内面には、矩形状に形成された切削チップ座１０２が凹設されている。段付き溝５７に対向する第４突出部８４の内面には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。
【００５７】
そして、第１突出部８１に凹設された切削チップ座１０２には、細長の長方形状の長方形チップ９１が嵌め込まれ、ボルト９７で固定されている。第２突出部８２に凹設された切削チップ座８７には、正方形状に形成された正方形チップ９２が嵌め込まれ、ボルト９７（図１３参照）で固定されている。第３突出部８３に凹設された切削チップ座１０２には、長方形チップ９１が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部８４に凹設された切削チップ座（図示外）には、正方形チップ９２（図１４参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。このとき、長方形チップ９１は、４つの角部のうち１つの角部が工具本体７３の径方向外側に向くように配置される。さらに、正方形チップ９２も、４つの角部のうち１つの角部が工具本体７３の径方向外側に向くように配置される。
【００５８】
次に、第２段部７６の構造について説明する。図１２乃至図１４に示すように、第２段部７６は、第５段部７９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第２段部７６にも、第１突出部８１、第２突出部８２、第３突出部８３、第４突出部８４が設けられている。第１突出部８１と第２突出部８２との間、第２突出部８２と第３突出部８３との間、第３突出部８３と第４突出部８４との間、第４突出部８４と第１突出部８１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝５７の一部分を各々形成している。
【００５９】
さらに、図１２に示すように、段付き溝５７に対向する第１突出部８１の内面には、矩形状に形成された切削チップ座１０１が凹設されている。段付き溝５７に対向する第２突出部８２の内面には、矩形状に形成された切削チップ座８６が凹設されている。段付き溝５７に対向する第３突出部８３の内面には、矩形状に形成された切削チップ座１０１が凹設されている。段付き溝５７に対向する第４突出部８４の内面には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。
【００６０】
そして、第１突出部８１に凹設された切削チップ座１０１には、細長の長方形状の長方形チップ９１が嵌め込まれ、ボルト９７で固定されている。第２突出部８２に凹設された切削チップ座８６には、正方形状に形成された正方形チップ９２が嵌め込まれ、ボルト９７（図１３参照）で固定されている。第３突出部８３に凹設された切削チップ座１０１には、長方形チップ９１が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。第４突出部８４に凹設された切削チップ座（図示外）には、正方形チップ９２（図１４参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。このとき、長方形チップ９１は、４つの角部のうち１つの角部が工具本体７３の径方向外側に向くように配置される。さらに、正方形チップ９２も、４つの角部のうち１角部が工具本体７３の径方向外側に向くように配置される。
【００６１】
次に、第１段部７５の構造について説明する。図１２乃至図１４に示すように、第１段部７５は、第５段部７９と同様に、軸線方向先端側から見た形状が略十字状に形成された角柱である。第１段部７５にも、第１突出部８１、第２突出部８２、第３突出部８３、第４突出部８４が設けられている。第１突出部８１と第２突出部８２との間、第２突出部８２と第３突出部８３との間、第３突出部８３と第４突出部８４との間、第４突出部８４と第１突出部８１との間には、軸線方向先端側から見た形状がＬ字状の溝が形成され、各段付き溝５７の一部分を各々形成している。
【００６２】
さらに、図１２に示すように、段付き溝５７に対向する第２突出部８２の内面には、矩形状に形成された切削チップ座８５が凹設されている。段付き溝５７に対向する第４突出部８４の内面には、矩形状に形成された切削チップ座（図示外）が凹設されている。
【００６３】
そして、第２突出部８２に凹設された切削チップ座８５には、正方形状に形成された正方形チップ９２が嵌め込まれ、ボルト９７（図１３参照）で固定されている。第４突出部８４に凹設された切削チップ座（図示外）には、正方形チップ９２（図１４参照）が嵌め込まれ、ボルト（図示外）で固定されている。このとき、正方形チップ９２は、４つの角部のうち１角部が工具本体７３の径方向外側に向くように配置される。
【００６４】
次に、中仕上げ用カッタ７０の軸線方向における長方形チップ９１、正方形チップ９２、種状チップ９５および円形チップ９６の互いの位置関係について説明する。図１５に示すように、まず、第１段部７５において、第２突出部８２に固定された正方形チップ９２と、第４突出部８４に固定された正方形チップ９２とは、軸線方向において互いに同列上に配置される。
【００６５】
また、第２段部７６〜第４段部７８において、第１突出部８１及び第３突出部８３に各々固定された長方形チップ９１と、第２突出部８２及び第４突出部８４に各々固定された正方形チップ９２とは、軸線方向において千鳥状に配置される。また、第５段部７９において、第１突出部８１及び第３突出部８３に各々固定された円形チップ９６と、第２突出部８２及び第４突出部８４に各々固定された種状チップ９５とは、互いに円弧の部分が重なるようにして配置される。
【００６６】
次に、第２段部７６〜第５段部７９に固定される長方形チップ９１、正方形チップ９２、種状チップ９５および円形チップ９６のＡＲ、ＲＲについて説明する。ここで、「ＡＲ」とは、工具本体７３の軸方向すくい角をいう。本実施形態の中仕上げ用カッタ７０では、これら長方形チップ９１、正方形チップ９２、種状チップ９５および円形チップ９６のＡＲ、ＲＲが、工具本体７３の先端側から後端側に向かうにつれて、各段部毎に徐々に大きくなっている。
【００６７】
まず、ＡＲについて説明する。例えば、第５段部７９に固定された２つの円形チップ９６は、図１６に示すように、工具本体７３の回転方向にて、ワークに対して工具の刃先切れ刃点Ｐより接触するように傾斜されて固定されている。ここで、工具本体７３の回転方向にて、ワークに対して工具の刃先切れ刃点Ｐより接触するように傾斜させる方向をプラス（＋）方向とした場合に、第５段部７９に固定された２つの円形チップ９６のＡＲはプラス方向に、３°である。なお、工具本体７３の回転方向にて、ワークに対して工具の刃元より接触するように傾斜させる方向をマイナス（−）方向とする。また、工具本体７３は、工具本体７３を軸線方向先端側から見た場合に、反時計回りに回転する。
【００６８】
さらに、第４段部７８に固定された２つの正方形チップ９２のＡＲは、５°である。第３段部７７に固定された２つの正方形チップ９２のＡＲはプラス方向に、７°である。第２段部７６に固定された２つの正方形チップ９２のＡＲはプラス方向に、９°である。このように、各段部の第２突出部８２、第４突出部８４（図１４参照）においては、円形チップ９６および正方形チップ９２のＡＲが、工具本体７３の先端側から後端側に向かうにつれて、各段部毎に、プラス方向に徐々に大きくなっている。つまり、工具本体７３の先端側から後端側に向かうにつれて、各段部毎に、ＡＲ＝３°、５°、７°、９°と調整され、すくい角がプラス方向に徐々に大きくなっている。なお、本実施形態では、第１段部７５に固定されている正方形チップ９２のＡＲを、第２段部７６に固定されている正方形チップ９２のＡＲと同じように９°に調整しているが、それより大きくしてもよい。
【００６９】
一方、第５段部７９に固定された２つの種状チップ９５も、図１７に示すように、工具本体７３の回転方向にて、ワークに対して工具の刃先切れ刃点Ｐより接触するように傾斜されて固定されている。ここで、第５段部７９に固定された２つの種状チップ９５のＡＲは、３°である。
【００７０】
さらに、第４段部７８に固定された２つの長方形チップ９１のＡＲは、５°である。第３段部７７に固定された２つの長方形チップ９１のＡＲはマイナス方向に、７°である。第２段部７６に固定された２つの長方形チップ９１のＡＲはマイナス方向に、９°である。このように、各段部の第１突出部８１、第３突出部８３（図１４参照）においては、種状チップ９５および長方形チップ９１のＡＲが、工具本体７３の先端側から後端側に向かうにつれて、各段部毎に、プラス方向に徐々に大きくなっている。つまり、工具本体７３の先端側から後端側に向かうにつれて、各段部毎に、ＡＲ＝３°、５°、７°、９°と調整され、すくい角がプラス方向に徐々に大きくなっている。
【００７１】
次に、ＲＲについて説明する。図１４に示すように、第５段部７９に固定された２つの種状チップ９５および２つの円形チップ９６のＲＲは、それぞれ−２°である。第４段部７８に千鳥状に固定された２つの長方形チップ９１および２つの正方形チップ９２のＲＲは、０°である。第３段部７７に千鳥状に固定された２つの長方形チップ９１および２つの正方形チップ９２のＲＲは、＋３°である。第２段部７６に千鳥状に固定された２つの長方形チップ９１および２つの正方形チップ９２のＲＲは、＋５°である。つまり、工具本体７３の先端側から後端側に向かうにつれて、各段部毎に、ＲＲ＝−２°、０°、＋３°、＋５°と調整され、徐々にプラス方向に大きくなっている。なお、本実施形態では、第１段部７５に固定された正方形チップ９２のＲＲを、第２段部７６に固定されている正方形チップ９２のＲＲと同じように５°に調整しているが、それより大きくしてもよい。
【００７２】
このように、種状チップ９５、円形チップ９６、長方形チップ９１および正方形チップ９２のＡＲ、ＲＲを、段部毎に変化させることによって、ビビリ振動を抑制できると共に、中仕上げ形状３（図１１参照）の切削面の粗さを工具径が違う部位でも均一に良好にすることができる。なお、この効果の実証については後述する。
【００７３】
次に、長方形チップ９１の回転軌跡と、正方形チップ９２の回転軌跡と、種状チップ９５の回転軌跡と、円形チップ９６の回転軌跡とによる中仕上げ形状３の切削方法について、図１８を参照して説明する。なお、図１８では、工具本体７３を軸線方向に沿った断面で見た場合の各チップ９１，９２，９５，９６の回転軌跡を示している。また、ここでは、工具本体２３の軸線方向後端側を「上側」とし、軸線方向先端側を「下側」として説明する。図１８に示すように、まず、第１段部７５では、正方形チップ９２の回転軌跡における径方向外側に突き出た角部の下側の一辺によって切削経路が形成される。この切削経路によって、予定翼根形状１０の第１幅広部１１の後端側について、所定の削り代６５を残して切削される。
【００７４】
また、第２段部７６では、長方形チップ９１の回転軌跡における径方向外側に突き出た角部と、その角部を中央に挟む２辺と、正方形チップ９２の径方向外側に突き出た角部の下側の一辺とによってＶ字状の切削経路が形成される。このＶ字状の切削経路によって、第１幅狭部１５に対して所定の削り代６５を残して切削される。
【００７５】
また、第３段部７７では、長方形チップ９１の回転軌跡における径方向外側に突き出た角部と、その角部を中央に挟む２辺と、正方形チップ９２の径方向外側に突き出た角部の下側の一辺とによってＶ字状の切削経路が形成される。このＶ字状の切削経路によって、第２幅狭部１６に対して所定の削り代６５を残して切削される。
【００７６】
また、第４段部７８では、長方形チップ９１の回転軌跡における径方向外側に突き出た角部と、その角部を中央に挟む２辺と、正方形チップ９２の径方向外側に突き出た角部の下側の一辺とによってＶ字状の切削経路が形成される。このＶ字状の切削経路によって、第３幅狭部１７に対して所定の削り代６５を残して切削される。
【００７７】
また、第５段部７９では、種状チップ９５の円弧部分と、その円弧部分から延びる一辺と、円形チップ９６の回転軌跡における円弧部分とによって円弧形状の切削経路が形成される。この円弧形状の切削経路によって、第４幅狭部１８に対して所定の削り代６５を残して切削される。
【００７８】
このように、中仕上げ用カッタ７０では、第２〜４段部７６〜７８において、長方形チップ９１および正方形チップ９２を千鳥状に配置している。従来のハイス型中仕上げ用カッタの各段部に形成される１刃に対して、中仕上げ用カッタ７０では、一対の長方形チップ９１と正方形チップ９２とで、１刃を形成している。即ち、第２〜４段部８６〜８８では、４つのチップが千鳥状に配置されているので、２刃を形成していることになる。従来のハイス型中仕上げ用カッタでは、複雑な形状である中仕上げ形状を切削するために、刃数を多く（例えば、６刃）設けなければならなかった。
【００７９】
そこで、中仕上げ用カッタ７０のように、一対の長方形チップ９１と正方形チップ９２とを千鳥状に配置することで、翼根１の外周面に対する接触頻度を効果的に減らすことができる。これにより、翼根１から受ける負荷を低減できることから、中仕上げ用カッタ７０による切削速度を上昇できるので、切削送りを早くすることができる。従って、中仕上げ工程における作業を効率的に行うことができる。
【００８０】
さらに、中仕上げ用カッタ７０では、予定翼根形状１０の第４幅狭部１８に対応する部分を、第５段部７９に固定された２枚の種状チップ９５と、２枚の円形チップ９６とで切削する。これら４枚のチップは軸線方向において同列上に配置されている。つまり、第２〜４段部７６〜７８では、２刃を形成しているのに対し、第５段部７９では、４刃を形成している。これは、他部位に比べて第４幅狭部１８のように切削量が多い部分については、刃数を多くすることによって、より安定した加工を実現することができる。
【００８１】
また、中仕上げ用カッタ７０で使用される長方形チップ９１および正方形チップ９２は、上記した粗取り用カッタ２０と同様に単純な形状であるので、市販されている従来のスローアウェイチップを利用できる。つまり、中仕上げ用カッタ７０を使用するために新たな形状のチップを製造する必要もないので、コストがかからず、使い勝手の良い中仕上げ用カッタ７０を提供することができる。
【００８２】
また、中仕上げ工程では、粗取り工程において、予定翼根形状１０のうち第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４においては既に切削済みであるので、これらを除いた第１幅狭部１５、第２幅狭部１６、第３幅狭部１７、第４幅狭部１８に対して、所定の削り代６５を残して切削する。そして、工具本体７３のうち、第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４に対応する部分は径方向内側に縮径しているが、既に切削済みであることから翼根１の外周面に接触しないようになっている。
【００８３】
これにより、他部位に比べて強度の弱い縮径した部分に過度な負荷がかからない。よって、中仕上げ用カッタ７０による切削送りを速くできるので、中仕上げ形状３を効率的に切削できる。また、縮径した部分に過度な負荷がかからないので、加工中に生じるビビリ音（異音）や振動を抑制できると共に、切削加工中に折損する虞もない。このように、中仕上げ用カッタ７０を使用することで、粗取り形状２が形成された翼根１に対し、予定翼根形状１０の全ての部位に対して、所定の削り代６５を残すようにして、中仕上げ形状３を効率的に切削できる。
【００８４】
次に、仕上げ工程（Ｓ１２）について説明する。図１９に示すように、中仕上げ工程で中仕上げ形状３が切削された翼根１に対して、逆クリスマスツリー状に形成された仕上げ用カッタ１００を用いて、中仕上げ形状３を切削することで、所定の削り代６５を一度に削り取る。こうして、翼根１の切削加工工程が終了する。
【００８５】
以上説明したように、翼根１を切削するための翼根切削加工工程は、粗取り工程、中仕上げ工程、仕上げ工程の３工程で構成されている。粗取り工程では、スローアウェイ式の粗取り用カッタ２０を用いて、翼根１に対して粗取り形状２を切削する。粗取り形状２を切削することで、予定翼根形状１０の第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４において、所定の削り代６５を残して切削できる。次いで、中仕上げ工程では、本実施形態である中仕上げ用カッタ７０を用いて、翼根１に対して中仕上げ形状３を切削する。中仕上げ用カッタ７０は、粗取り用カッタ２０と同様、スローアウェイ式の切削回転工具である。中仕上げ用カッタ７０は、階段状に縮径する工具本体７３を備えている。工具本体７３は、第１〜５段部７５〜７９によって構成されている。
【００８６】
各段部には、偶数のチップ座が周方向に凹設され、軸線方向において千鳥状に配置されている。例えば、第２段部７６〜第４段部７８における各チップ座には、長方形チップ９１及び正方形チップ９２が周方向において交互に嵌め込まれて固定されている。そして、一対の長方形チップ９１と正方形チップ９２とで、１刃を形成しているので、第２〜４段部７６〜７８では、２刃を形成している。従って、翼根１の外周面に対する接触頻度を効果的に減らすことができるので、翼根１から受ける負荷を低減できる。
【００８７】
さらに、このことから、中仕上げ用カッタ７０による切削速度を上昇させて切削送りを早くできるので、中仕上げ工程における作業を効率的に行うことができる。さらに、中仕上げ用カッタ７０で使用される長方形チップ９１及び正方形チップ９２は、単純な形状であるので、市販されている従来のスローアウェイチップを利用できる。従って、コストがかからず、使い勝手の良い中仕上げ用カッタ７０を提供できる。
【００８８】
また、粗取り用カッタ２０を用いることで、粗取り形状２が切削できる。粗取り形状２では、予定翼根形状１０の第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４において削り代６５を残して既に切削されている。これにより、次工程である中仕上げ工程では、第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４に相当する部分については切削する必要がない。中仕上げ工程では、逆クリスマスツリー状に形成された中仕上げ用カッタ７０を用いるが、他部位に比べて強度が弱い径方向内側に縮径する部分は、既に削り代６５を残して切削された第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４に対応する。つまり、中仕上げ用カッタ７０の縮径部分は、翼根１の外周面に接触しないので、過度な負荷がかかるのを防止できる。また、中仕上げ用カッタ７０による切削送りを速くできるので、中仕上げ形状３を効率的に切削できる。さらに、縮径した部分に過度な負荷がかからないので、加工中に生じるビビリ音（異音）や振動を抑制できると共に、切削加工中に折損する虞もない。
【００８９】
次に、中仕上げ用カッタ７０を用いることによる効果を確認するため、中仕上げ工程において、中仕上げ用カッタ７０（工具Ａ）を用いた場合と、従来品であるハイス型中仕上げ用カッタ（工具Ｂ）を用いた場合とで比較して評価した。この評価試験１では、スローアウェイタイプの工具Ａを用いた場合の切削送りと、従来のハイスタイプの工具Ｂを用いた場合の切削送りとをそれぞれ計測し、評価した。各工具の条件（径、刃数）、切削条件（切削速度、刃あたり送り、回転数）は、以下の表１に示す通りである。
【表１】
0005426572.tif 000002
つまり、工具Ａの径は、１００．０ｍｍ、刃数は２枚、切削速度は１５０ｍｍ／ｍｉｎ、刃あたり送りは０．０８ｍｍ／刃、回転数は４７７．５ｍｉｎ−１に設定した。一方、工具Ｂの径は、１００．０ｍｍ、刃数は８枚、切削速度は２０ｍｍ／ｍｉｎ、刃あたり送りは０．０２ｍｍ／刃、回転数は６３．７ｍｉｎ−１に設定した。なお、工具Ａである中仕上げ用カッタ７０の刃数は、上記したように、２種類のチップを千鳥状に配置していることから、翼根１の外周面に接触して切削する刃の数として計算すると、２刃となる。
【００９０】
図２０及び表１に示すように、工具Ｂを用いた場合では、複雑な中仕上げ形状３を切削するために、８刃をワークに当てて切削させるため、切削速度や回転数を早くすることができなかった。よって、工具Ｂを用いた場合の切削送りは、１０．２ｍｍ／ｍｉｎであった。これに対し、工具Ａを用いた場合では、２刃をワークに当てるだけであるので、ワークから受ける衝撃を低減できることから、工具Ｂに対して、切削速度や回転数を早くすることができた。これにより、工具Ａを用いた場合の切削送りは、工具Ｂに対して飛躍的に早くなり、７６．４ｍｍ／ｍｉｎであった。これらの結果により、工具Ａを用いることによって、翼根１に中仕上げ形状３を効率よく切削できることが実証された。
【００９１】
次に、中仕上げ用カッタ７０の各チップのＡＲ、ＲＲを変化させたことによる効果を確認するため、中仕上げ工程において、各チップのＡＲ、ＲＲを変化させない同レーキの中仕上げ用カッタを用いた場合と、各チップのＡＲ、ＲＲを変化させた可変レーキの粗取り用カッタを用いた場合とで比較して評価した。この評価試験２では、同レーキ品と、可変レーキ品とを用いて、中仕上げ形状３（図１１参照）をそれぞれ切削し、その切削面の粗さを測定し、評価した。具体的には、中仕上げ用カッタの各段部に固定されたチップ（長方形チップ９１、正方形チップ９２、種状チップ９５および円形チップ９６）によって、図１１に示す予定翼根形状１０の第１幅狭部１５、第２幅狭部１６、第３幅狭部１７、第４幅狭部１８に対応する径方向内側にくびれたＬ字状の切削面をそれぞれ形成する。そして、そのＬ字状の切削面を構成する上面および下面の各粗さ（Ｒａ（μｍ））を測定した。ここで、切削面の上面は、長方形チップ９１の側刃、種状チップ９５の側刃が形成するものであり、切削面の下面は、正方形チップ９２の側刃、円形チップ９６の側刃が形成するものである。なお、同レーキ品、可変レーキ品の各段部におけるチップのＡＲ、ＲＲは、以下に示す表２の通りである。
【表２】
0005426572.tif 000003
つまり、同レーキ品の各チップのＡＲは、全て０°であり、ＲＲは、全て−２°である。一方、可変レーキ品の各チップのＡＲは、第５段部では３°、第４段部では５°、第３段部では７°、第２段部では９°である。なお、上記したように、各段部において、各チップのＡＲはプラス方向に３°、５°、７°、９°である。ＲＲは、第５段部では−２°、第４段部では０°、第３段部では３°、第２段部では５°である。  
【００９２】
次に、評価試験２の結果について説明する。
【表３】
0005426572.tif 000004
図２１及び表３に示すように、同レーキ品では、第５段部の各チップ（第５段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは３．８（μｍ）、下面粗さは４．１（μｍ）であり、第４段部の各チップ（第４段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは５．７（μｍ）、下面粗さは、６．８（μｍ）であり、第３段部の各チップ（第３段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは６．２（μｍ）、下面粗さは７．６（μｍ）であり、第２段部の各チップ（第２段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは９．８（μｍ）、下面粗さは１１．２（μｍ）であった。
【００９３】
一方、可変レーキ品では、第５段部の各チップ（第５段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは３．２（μｍ）、下面粗さは３．５（μｍ）であり、第４段部の各チップ（第４段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは３．８（μｍ）、下面粗さは４．１（μｍ）であり、第３段部の各チップ（第３段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは３．９（μｍ）、下面粗さは４．３（μｍ）であり、第２段部の各チップ（第２段部チップ）によって切削される切削面の上面粗さは３．５（μｍ）、底面粗さは４．５（μｍ）であった。従って、同レーキ品よりも可変レーキ品の方が、上面および下面の何れにおいても、粗さのバラツキが少ない均一で良好な切削面が得られた。よって、中仕上げ用カッタ７０の各チップのＡＲ、ＲＲを変化させたことによる効果が実証された。
【００９４】
なお、上記実施形態において、本開示の「スローアウェイ式切削回転工具」である中仕上げ用カッタ７０は、例えば、エンドミルやサイドカッタである。
【００９５】
なお、本開示は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、中仕上げ用カッタ７０は、第１〜第５段部７５〜７９からなる工具本体７３を備えているが、段部の数はこれに限定されず、形成されるべき翼根の輪郭形状に合わせて調整すればよい。
【００９６】
また、粗取り工程において、第１幅広部１１、第２幅広部１２、第３幅広部１３、第４幅広部１４の全ての幅広部について所定の削り代６５を残して先に切削したが、少なくとも根幅が極度に狭い先端側の幅狭部について切削すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本開示のスローアウェイ式切削回転工具は、タービン羽根の翼根に限らず、ツリー状の基部形状を切削する場合にも適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005426572.tif 000010
【図７】
0005426572.tif 000011
【図８】
0005426572.tif 000012
【図９】
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【図１０】
0005426572.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005426572.tif 000017
【図１４】
0005426572.tif 000018
【図１５】
0005426572.tif 000019
【図１６】
0005426572.tif 000020
【図１７】
0005426572.tif 000021
【図１８】
0005426572.tif 000022
【図１９】
0005426572.tif 000023
【図２０】
0005426572.tif 000024
【図２１】
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