(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を機械加工する機械加工システムであって、
工作機械と、
被加工物を機械加工するように構成されている複数の切削工具であり、電極及び前記工作機械上に交換可能に配設されている従来の切削工具を含む、複数の切削工具と、
前記工作機械を制御して、前記被加工物に対して前記各切削工具を動かすように構成されているＣＮＣコントローラと、
前記電極及び前記被加工物に逆の電気極性に通電するように構成されている電源と、
前記電極と前記被加工物との間の間隙の状態を監視し、前記ＣＮＣコントローラと通信して前記工作機械を制御するように構成されているプロセス制御器と、
前記被加工物と前記各切削工具との間に電解液を通すように構成されている電解液供給部と、
を含み、
前記工作機械、前記電極、前記ＣＮＣコントローラ、前記電源、前記プロセス制御器、及び電解液供給部は、協働して電食加工デバイスとして機能するように構成されており、
前記工作機械、前記ＣＮＣコントローラ、前記従来の切削工具、及び前記電解液供給部は、協働して従来の機械加工デバイスとして機能するように構成されており、
前記機械加工システムは、前記電食加工デバイスとして且つ前記従来の機械加工デバイスとして、前記被加工物の同一の目標ゾーンを交互に加工するように構成されている、
機械加工システム。
【請求項２】
前記従来の切削工具はフライス加工工具を含む、請求項１に記載の機械加工システム。
【請求項３】
前記電食加工デバイスは、前記被加工物の内部に複数の目標ゾーンを機械加工して、複数の空洞を画成するように構成されており、
前記従来の機械加工デバイスは前記複数の空洞を機械加工するように構成されている、
請求項１または２に記載の機械加工システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の機械加工システムを用いて、１つ以上の管路を含む機械加工された被加工物を作製する方法であって、
（ａ）被加工物に形成される前記１つ以上の管路の各々の位置及び寸法を確認し、形成される前記１つ以上の管路の各々は２つ以上の目標ゾーンを含み、
（ｂ）第１の電食加工段階を実施して、形成される前記１つ以上の管路の各々の第１の目標ゾーンの範囲内に第１の空洞を画成し、
（ｃ）第２の電食加工段階を実施して、形成される前記１つ以上の管路の各々の第２の目標ゾーンの範囲内に第２の空洞を画成し、
（ｄ）形成される前記１つ以上の管路の各々の前記第１の目標ゾーンの範囲内の前記第１の空洞において第１の従来の機械加工段階を実施し、
（ｅ）形成される前記１つ以上の管路の各々の前記第２の目標ゾーンの範囲内の前記第２の空洞において第２の従来の機械加工段階を実施する
ことを含む方法。
【請求項５】
前記第１の電食加工段階及び前記第２の電食加工段階、並びに前記第１の従来の機械加工段階及び前記第２の従来の機械加工段階は、それぞれ反対方向に沿って実施される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記段階（ｄ）は前記段階（ｂ）と前記段階（ｃ）との間で実施される、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の目標ゾーンは前記第２の目標ゾーンと隣接していない、請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記２つ以上の空洞が前の従来の機械加工段階により機械加工された後に、形成される前記１つ以上の管路の各々の前記２つ以上の空洞において従来の機械加工段階を実施することをさらに含む、請求項４から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記機械加工された被加工物は１つ以上の管路を含み、各管路は７つの目標ゾーンに分割されている、請求項４から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記段階（ｂ）〜（ｅ）を繰り返して、前記各目標ゾーンの範囲内に第３の空洞、第４の空洞、第５の空洞、第６の空洞、及び第７の空洞をそれぞれ画成することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の空洞に対する前記電食加工段階及び前記第４の空洞に対する前記電食加工段階、前記第４の空洞に対する前記電食加工段階及び前記第５の空洞に対する前記電食加工段階、前記第５の空洞に対する前記電食加工段階及び前記第６の空洞に対する前記電食加工段階、並びに前記第６の空洞に対する前記電食加工段階及び前記第７の空洞に対する前記電食加工段階は、それぞれ反対方向に沿って実施するように構成されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記従来の機械加工段階はフライス加工段階を含む、請求項４から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記従来の機械加工段階は、前記第１の空洞及び前記第２の空洞が前記電食加工段階により形成された後に、前記第１の空洞及び前記第２の空洞を精密に機械加工するように構成されている、請求項４から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記２つ以上の目標ゾーンの隣接する目標ゾーンが、異なる機械加工順序で機械加工される、請求項４から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記１つ以上の管路の１つ以上は波状である、請求項４記載の方法。
【請求項１６】
請求項１から３のいずれかに記載の機械加工システムを用いて、１つ以上の管路を含む機械加工された被加工物を作製する方法であって、
（ａ）被加工物に形成される前記１つ以上の管路の各々の位置及び寸法を確認し、形成される前記１つ以上の管路の各々は２つ以上の目標ゾーンを含み、
（ｂ）第１の電食加工段階を実施して、形成される前記１つ以上の管路の各々の第１の目標ゾーンの範囲内に第１の空洞を画成し、
（ｃ）第２の電食加工段階を実施して、形成される前記１つ以上の管路の各々の第２の目標ゾーンの範囲内に第２の空洞を画成すること
を含む方法であって、
前記第１の空洞及び前記第２の空洞は、反対方向に沿って前記２つ以上の各目標ゾーンの範囲内に画成される、
方法。
【請求項１７】
（ｄ）形成される前記１つ以上の管路の各々の前記第１の目標ゾーンの範囲内の前記第１の空洞において第１の従来の機械加工段階を実施し、
（ｅ）形成される前記１つ以上の管路の各々の前記第２の目標ゾーンの範囲内の前記第２の空洞において第２の従来の機械加工段階を実施すること
をさらに含んでなる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の従来の機械加工段階と前記第２の従来の機械加工段階とは反対方向に沿って実施される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記２つ以上の空洞が前の従来の機械加工段階により機械加工された後に、形成される前記１つ以上の管路の各々の前記２つ以上の空洞において従来の機械加工段階を実施することをさらに含んでなる、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
形成される前記１つ以上の管路の各々は７つの目標ゾーンに分割され、前記方法は前記段階（ｂ）〜（ｅ）を繰り返して、前記各目標ゾーンの範囲内に第３の空洞、第４の空洞、第５の空洞、第６の空洞、及び第７空洞をそれぞれ画成することをさらに含んでなる、請求項１７から１９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、機械加工システム及び方法に関する。さらに詳細には、本発明は、電食加工などの電気機械加工を用いる機械加工システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工（ＥＤＭ）及び電解加工（ＥＣＭ）などの電気機械加工が、ガスタービン部品などの物体を機械加工する従来の電気機械加工プロセスである。ＥＣＭでは、電解液が電極と被加工物との間を循環して、被加工物材料の電気化学的溶解並びに電極と被加工物との間の間隙を冷却すること及び洗い流すことを可能にする。ＥＤＭプロセスは、電極と被加工物との間の間隙内に非導電（誘電）液を循環させ、間隙内での放電を可能にし、被加工物材料を除去する。
【０００３】
本明細書に用いられている用語「電食」は、電極（単数又は複数）と被加工物との間の間隙内に電解液を循環させる電気機械加工プロセスに適用されると理解されるべきであり、これらのプロセスは、高い材料除去率を可能にし、且つ被加工物への熱損傷を低減する。
【０００４】
コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械（又は「マシニングセンタ」）などの機械加工システムが、被加工物の機械加工に広く使用されている。しかし、従来の完全なフライス加工プロセスなどの従来の機械加工プロセスの間、そのような機械加工システムが被加工物、例えば複雑な形状及び／又はより高い硬度を有する被加工物を機械加工する場合、それは困難であり且つ時間がかかり、切削工具コストがより高い。反対に、電食加工は非接触機械加工、より高い効率性、及びより低い切削工具コストという利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４７０３１４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、電食加工などの電気機械加工を用いる、新規の改良された機械加工システム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
被加工物を機械加工する機械加工システムが、本発明の一実施形態に基づいて提供される。該機械加工システムは、工作機械と、被加工物を機械加工するように構成されている複数の切削工具と、工作機械を制御して被加工物に対して各切削工具を動かすように構成されているＣＮＣコントローラとを含む。複数の工具は、電極と、工作機械上に交換可能に配設されている従来の切削工具とを含む。機械加工システムは、電極及び被加工物に逆の電気極性に通電するように構成されている電源と、電極と被加工物との間の間隙の状態を監視し、ＣＮＣコントローラと通信して工作機械を制御するように構成されているプロセス制御器と、被加工物と各切削工具との間に電解液を通すように構成されている電解液供給部とをさらに含む。工作機械、電極、ＣＮＣコントローラ、電源、プロセス制御器、及び電解液供給部は、協働して電食加工デバイスとして機能するように構成されており、工作機械、ＣＮＣコントローラ、従来の切削工具、及び電解液供給部は、協働して従来の機械加工デバイスとして機能するように構成されており、機械加工システムは、電食加工デバイスとして且つ従来の機械加工デバイスとして交互に機能するように構成されている。
【０００８】
１つ以上の管路を含む機械加工された被加工物を作製する方法が、本発明の別の実施形態に基づいて提供される。本方法は、（ａ）被加工物に形成される１つ以上の管路の各々の位置及び寸法を確認する段階であり、形成される１つ以上の管路の各々は２つ以上の目標ゾーンを含む、確認する段階と、（ｂ）第１の電食加工段階を実施して、形成される１つ以上の管路の各々の第１の目標ゾーンの範囲内に第１の空洞を画成する段階と、（ｃ）第２の電食加工段階を実施して、形成される１つ以上の管路の各々の第２の目標ゾーンの範囲内に第２の空洞を画成する段階と、（ｄ）形成される１つ以上の管路の各々の第１の目標ゾーンの範囲内の第１の空洞において第１の従来の機械加工段階を実施する段階と、（ｅ）形成される１つ以上の管路の各々の第２の目標ゾーンの範囲内の第２の空洞において第２の従来の機械加工段階を実施する段階とを含む。
【０００９】
本発明のある実施形態が、１つ以上の管路を含む機械加工された被加工物を作製する方法をさらに提供する。本方法は、（ａ）被加工物に形成される１つ以上の管路の各々の位置及び寸法を確認する段階であり、形成される１つ以上の管路の各々は２つ以上の目標ゾーンを含む、確認する段階と、（ｂ）第１の電食加工段階を実施して、形成される１つ以上の管路の各々の第１の目標ゾーンの範囲内に第１の空洞を画成する段階と、（ｃ）第２の電食加工段階を実施して、形成される１つ以上の管路の各々の第２の目標ゾーンの範囲内に第２の空洞を画成する段階とを含む。第１の空洞及び第２の空洞は、反対方向に沿って、２つ以上の各目標ゾーンの範囲内に画成される。
【００１０】
本開示の上記の且つ他の態様、特徴、及び利点は、添付図面と併用されている以下の詳細な説明に照らして、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による電食加工を用いる機械加工システムの概略図である。
【図２】被加工物の概略斜視図である。
【図３】図２に示されている被加工物の管路の立体モデルの概略斜視図である。
【図４】図２〜図３に示されている被加工物の管路の機械加工を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示の実施形態が、添付図面を参照して、本明細書以下に記載される。以下の記載では、不必要な詳細で本開示が分かりにくくなることを回避するために、周知の機能又は構造が詳細には記載されていない。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態による、被加工物１０１を機械加工する機械加工システム１０の概略図を示す。図１の装置は例示的に過ぎないことに留意すべきである。本発明の実施形態では、機械加工システム１０は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械（又は「マシニングセンタ」）を含んでいてもよく、機械加工システム１０の工具収納部又は工具マガジン内に入れられていてもよいか又は入れられていなくてもよい１つ以上の切削工具を用いて、プリセット制御プログラムに従って被加工物１０１を自動的に機械加工してもよい。
【００１４】
いくつかの例では、機械加工システム１０の１つ以上の切削工具は、１つ以上の各機械加工プロセスを実施してもよい。１つ以上の機械加工プロセスの非限定的例には、フライス加工プロセスなどの１つ以上の従来の機械加工プロセス及び電食加工プロセスなどの電気機械加工プロセスが含まれる可能性がある。本明細書に用いられている用語「従来の機械加工」は、用語「電食加工」とは異なり、フライス加工工具などの従来の切削工具を使用する従来の機械加工を示す可能性がある。
【００１５】
１つの非限定的例では、機械加工システム１０は、電食加工デバイス及び従来の機械加工デバイスの両方として機能して、電食加工プロセスとフライス加工プロセスの両方を実施する。図１に示されている通り、電食加工では、機械加工システム１０は、工作機械（加工装置）１１とＣＮＣコントローラ１２とプロセス制御器１３と電源１４と電解液供給部１５と電極１６とを含む、数値制御（ＮＣ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ）デバイス又はコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）デバイス（図示せず）を含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ＮＣデバイス又はＣＮＣデバイスは、従来の自動機械加工を実施するのに使用されてもよい。ある用途では、工作機械１１は、当業者に既知のサーボモータ（図示せず）とスピンドルモータ（図示せず）とを含んでいてもよい。電極１６は、電食加工を実施する工作機械１１のスピンドル（図示せず）上に取り付けられている。サーボモータは、電極１６と被加工物１０１とを駆動して、所望の速度及び経路で互いに対して動かしてもよく、スピンドルモータは電極１６を駆動して、所望の速度で回転させる。
【００１７】
ＣＮＣコントローラ１２は、コンピュータによる設計（ＣＡＤ）及び／又はコンピュータによる製造（ＣＡＭ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）における被加工物１０１の描写に基づく予めプログラムされた命令を含み、工作機械１１に接続されており、工作機械１１を制御して電極１６を駆動し、一定の送り速度、軸位置、又はスピンドル速度等の一定の動作パラメータに基づいて動かす。いくつかの例では、ＣＮＣコントローラ１２は、一般的なＣＮＣコントローラであってもよく、中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、及び／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。１つの非限定的例では、ＣＮＣコントローラ１２は、Ｖｉｒｇｉｎｉａ州Ｃｈａｒｌｏｔｔｅｓｖｉｌｌｅ所在のＧＥ−ＦａｎｕｃによりＧＥ−ＦＡＮＵＣ１８ｉＣＮＣの商品名で販売されているコントローラを含む。
【００１８】
図示の例では、電源１４は直流（ＤＣ）パルス発生器を含む。電極１６と被加工物１０１とは、電極１６が陽極としての機能を果たし且つ被加工物１０１が陰極としての機能を果たし得るように、電源１４の陰極と陽極とにそれぞれ接続されている。他の例では、電極１６の極性と被加工物１０１の極性とは逆であってもよい。
【００１９】
プロセス制御器１３は電源１４に接続されており、機械加工システム１０の機械加工プロセスの状態を監視するために、機械加工中に電極１６と被加工物１０１との間の間隙１７内の電圧及び／又は電流の状態を監視する。さらに、プロセス制御器１３は、電極１６と被加工物１０１との間の間隙１７内の電圧及び／又は電流の状態に基づいて電極１６及び被加工物１０１の動きを制御するために、ＣＮＣコントローラ１２と通信する。１つの非限定的例では、プロセス制御器１３は、Ｔｅｘａｓ州Ａｕｓｔｉｎ所在のＮａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．によりＮＩ  ＣｏｍｐａｃｔＲＩＯ（ｃＲＩＯ）の商品名で販売されているコントローラを含む。
【００２０】
いくつかの装置では、１つ以上のコントローラの各々が、１つ以上のコンピュータとデータベースとプロセッサとを含んでいてもよい。本発明は、本発明の処理タスクを実施する任意の特定のコンピュータ、データベース、又はプロセッサに限定されないことに留意すべきである。本明細書に用いられている用語「コンピュータ」は、本発明のタスクを実施するのに必要な計算即ち演算を実施することができる任意の機械を表すよう意図されている。用語「コンピュータ」は、構造化入力を受け入れることができ且つ出力を生成する所定の規則に従って入力を処理することができる任意の機械を表すよう意図されている。
【００２１】
いくつかの例では、電解液供給部１５は、電極１６と被加工物１０１との間に電解液を通すために、ＣＮＣコントローラ１２からの予めプログラムされた命令と通信してもよく、それを受信してもよい。或いは、電解液供給部１５は別個に配設されていてもよい。従って、電食加工中、電源１４は、電極１６と被加工物１０１との間に電流を通して、被加工物１０１から材料を除去し、電解液が除去された材料を間隙１７から外へ運び出しながら所望の構造を形成してもよい。非限定的例では、電極１６は、円筒形状を有し且つ黒鉛材料、モリブデン材料、銅−黒鉛材料及び銅−タングステン材料のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
【００２２】
ある用途では、機械加工システム１０がフライス加工機械などの従来の機械加工デバイスとして機能して従来の機械加工を実施する場合、電極１６は、工作機械１１のスピンドルから取り外されてもよく、従来の切削工具（図示せず）は、従来の機械加工用に工作機械１１上に組み立てられてもよい。従来の切削工具の非限定的例には、穴あけ工具、ボールエンドミル若しくはフラットエンドミルを含むフライス加工工具、又は他の適切な切削工具が含まれる可能性がある。
【００２３】
従来の機械加工中、ＣＮＣコントローラ１２は、工作機械１１を制御して切削工具を駆動し、電解液が除去された材料を間隙１７から外へ運び出しながら被加工物１０１を機械加工してもよく、プロセス制御器１３及び電源１４は作動しなくてもよい。いくつかの用途では、電極１６及び従来の切削工具の１つ以上が、工作機械１１のスピンドル上に手作業で若しくは自動で組み立てられてもよく且つ／又はそこから取り外されてもよい。
【００２４】
図２〜図３は、被加工物１０１及び被加工物１０１の管路２０の立体モデルの概略斜視図を示す。図２〜図３に示されている通り、被加工物１０１は遠心圧縮機（図示せず）の羽根車を含む。羽根車１０１は、圧縮流体が通過する１７の管路２０を含む。管路２０の各々はねじれた複雑な形状を有し、後縁２１と前縁２２とを含む。機械加工システム１０は、羽根車１０１の内部にねじれた複雑な形状を有する管路２０を機械加工するように構成されている。一例では、各管路２０は波状管路である。
【００２５】
図示の装置では、管路２０の各々は、閉じた外縁を備えた貫通孔である。ある用途では、管路２０の１つ以上の各々は、外縁の一部分以上が開いている貫通孔であってもよい。
【００２６】
図４は、図２〜図３に示されている被加工物１０１の管路２０の機械加工を示す概略平面図を示す。図４に示されている通り、機械加工の前に、管路２０の位置及び寸法が確認されてもよく、管路２０は、コンピュータによる設計（ＣＡＤ）及び／又はコンピュータによる製造（ＣＡＭ）における羽根車１０１の管路２０の描写に基づいて、ＣＮＣコントローラ１２において予めプログラムされた命令に従って、７つの目標ゾーン（部分）Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６及びＺ７に分割される。いくつかの用途では、管路２０の分割は、機械加工中の電極１６及び／又はフライス加工工具などの、管路２０と切削工具との干渉を回避するように、実験及び／又は経験に基づいて決定されてもよい。
【００２７】
機械加工中、図１〜図４に示されている通り、機械加工システム１０は、第１の電食加工を用いて、後縁２１から羽根車１０１の機械加工を開始する。それと同時に、ＣＮＣコントローラ１２は、工作機械１１を制御して電極１６と被加工物１０１とを駆動し、互いに対して動かす。電源１４は、電極１６と被加工物１０１との間に電流を通して、第１の目標ゾーンＺ１から材料を除去し、電解液供給部１５からの電解液が除去された材料を電極１６と被加工物１０１との間の間隙１７から外へ運び出しながら、第１の方向Ｕに沿って、第１の目標ゾーンＺ１の範囲内に第１の空洞２３を画成する。プロセス制御器１３は、間隙１７内の電圧及び／又は電流の状態を監視し、ＣＮＣコントローラ１２と通信して、電極１６と被加工物１０１との動きを制御する。
【００２８】
第１の目標ゾーンＺ１の第１の電食加工と同様に、第１の空洞２３の形成後、機械加工システム１０は、第２の電食加工を用いて、第２の方向Ｐに沿って第２の目標ゾーンＺ２の範囲内に第２の空洞２４を作り出すために、前縁２２から第２の目標ゾーンＺ２を機械加工する。ある用途では、第１の方向Ｕと第２の方向Ｐとは反対方向である。目標ゾーンＺ１及びＺ２の電食加工の順序は逆であってもよい。
【００２９】
非限定的例では、第１の目標ゾーンＺ１及び第２の目標ゾーンＺ２の第１の電食加工及び第２の電食加工の後、形成された第１の空洞２３及び第２の空洞２４の寸法が、管路２０の各部分の所定の寸法より小さくてもよい。１つの非限定的例では、電食加工後、管路２０の所定の寸法と比較して遊びが約２ｍｍ残っている。
【００３０】
従って、ある例では、電極１６は、機械加工システム１０から取り外されてもよく、フライス加工工具などの従来の切削工具は、工作機械１１上に組み立てられて、第１の従来の機械加工及び第２の従来の機械加工を実施して、各遊びを除去するために、反対方向に沿って第１の空洞２３及び第２の空洞２４を機械加工してもよい。ある用途では、フライス加工工具が使用されて、第１の電食加工により空洞が画成された後に且つ第２の電食加工により次の空洞が形成される前に、空洞を機械加工してもよい。例えば、空洞２３が形成された後に且つ第２の空洞２４が形成される前に、フライス加工工具を使用して空洞２３を機械加工してもよい。
【００３１】
図４に示されている装置では、第１の目標ゾーンＺ１及び第２の目標ゾーンＺ２の機械加工後、フライス加工工具及び電極１６は、それぞれ工作機械１１から取り外されてもよく、その上に組み立てられてもよく、その結果、機械加工システム１０は、第３の電食加工及び第４の電食加工をさらに用いて、第１の空洞２３を通して第３の目標ゾーンＺ３及び第２の空洞２４を通して第４の目標ゾーンＺ４を機械加工して、第３の目標ゾーンＺ３の範囲内の第３の空洞２５及び第４の目標ゾーンＺ４の範囲内の第４の空洞２６をそれぞれ画成する。いくつかの例では、第３の目標ゾーンＺ３及び第４の目標ゾーンＺ４の第３の電食加工及び第４の電食加工に続いて起こることは変更される可能性がある。いくつかの用途では、機械加工システム１０は、フライス加工工具をさらに使用して、第３の従来の機械加工及び第４の従来の機械加工を実施し、第３の空洞２５及び第４の空洞２６をフライス加工し、各遊びの一部分以上を除去してもよい。
【００３２】
次に、機械加工システム１０は、第５の電食加工及び第６の電食加工を用いて、第５の目標ゾーンＺ５の範囲内の第５の空洞２７及び第６の目標ゾーンＺ６の範囲内の第６の空洞２８を画成し、フライス加工工具を使用して、第５の従来の機械加工及び第６の従来の機械加工を実施し、第５の空洞２７及び第６の空洞２８を機械加工し、第５の空洞２７及び第６の空洞２８の電食加工後に各遊びの一部分以上を除去してもよい。
【００３３】
最後に、機械加工システム１０は７番目に電食加工及びフライス加工工具を使用して、方向Ｕに沿って第７の目標ゾーンＺ７の範囲内に第７の空洞２９を画成する。従って、７つの空洞２３〜２９が画成されて互いに連通し、機械加工システム１０において電食加工と従来の機械加とを交互に用いることにより管路２０を形成する。いくつかの装置では、７つの空洞は、管路２０の分割に基づいて別個に機械加工されてもよく、管路の隣接する目標ゾーンは、例えば隣接する目標ゾーンＺ２及びＺ４がそれぞれ第２の機械加工順及び第４の機械加工順で機械加工されるなど、異なる機械加工順序で機械加工されてもよい。
【００３４】
いくつかの用途では、電食加工後に、フライス加工工具が、１つ以上の各空洞２３〜２９の遊びのうちの約１．５ｍｍなど一部分を削除してもよく、これは、１つ以上の空洞２３〜２９の半仕上げと見なされてもよい。結果として、機械加工システム１０は、フライス加工工具をさらに使用して、空洞２３〜２９の１つ以上を機械加工し、１つ以上の空洞２３〜２９の仕上げ機械加工のためにその各残りの遊びを除去し、所定の寸法を有する管路２０を画成する。
【００３５】
図２〜図４に示されている装置では、１つの管路２０の機械加工は例として取り上げられている。羽根車１０１の内部の１７の管路２０の全てなど１つ以上を機械加工する場合、機械加工システム１０は、第１の電食加工及び第２の電食加工を用いて、各後縁２１から、１７の第１の目標ゾーンＺ１を機械加工し、１７の第１の空洞２３を画成し、同様に各前縁２２から、１７の第２の目標ゾーンＺ２を機械加工し、１７の第２の空洞２４を画成する。
【００３６】
次に、機械加工システム１０は、フライス加工工具を使用して、１７の第１の空洞２３及び１７の第２の空洞２４を機械加工し、各遊びを除去する。その後、第１の空洞２３及び第２の空洞２４の全ての機械加工と同様に、機械加工システム１０は、電食加工とフライス加工とを交互に実施して、第３の空洞、第４の空洞、第５の空洞、第６の空洞、及び第７空洞の全てを画成してもよい。
【００３７】
非限定的例では、１７の管路２０の各々の７つの空洞２３〜２９が機械加工された後に、機械加工システム１０は、１７の管路２０の各々の７つの空洞２３〜２９の仕上げ機械加工のためにフライス加工工具をさらに使用して、所望の寸法を有する１７の管路２０の各々を画成する。
【００３８】
図２〜図４の装置は例示的に過ぎないことに留意すべきである。ある用途では、１つ以上の空洞２３〜２９の半仕上げのためのフライス加工及び／又は仕上げ機械加工は用いられなくてもよい。空洞２３及び空洞２４、空洞２５及び空洞２６、並びに／又は空洞２７及び空洞２８などの空洞の機械加工順序は逆であってもよい。空洞２９は方向Ｐに沿って画成されてもよい。さらに、管路２０は、２つ以上の目標ゾーンに分割されてもよく、その結果、機械加工システム１０は、電気機械加工を用いて２つ以上の空洞を画成するために、反対方向から２つ以上の目標ゾーンを機械加工してもよい。従来の機械加工が２つの空洞の半仕上げ機械加工及び／又は仕上げ機械加工にさらに用いられて、所望の管路を画成してもよく、２つ以上の目標ゾーンは隣接していてもよいか又は隣接していなくてもよい。
【００３９】
本発明の実施形態では、機械加工システム１０は、最初に電食加工を使用して、異なる方向から２つ以上の各目標ゾーンの範囲内に２つ以上の空洞を画成してもよい。非限定的例では、次いで、従来の機械加工は、被加工物内に管路を画成するために、２つ以上の空洞の半仕上げ機械加工及び／又は仕上げ機械加工に用いられてもよい。従来の完全なフライス加工プロセスと比較して、電食加工はより高い効率性を有し、従来の完全なフライス加工プロセスにおける平坦にフライス加工すること及び貫通孔（単数又は複数）をドリルで開けることなどの粗削り段階が、機械加工システム１０では用いられなくてもよく、その結果、機械加工サイクル時間が減少する可能性がある。さらに、本発明の装置は、従来のＣＮＣフライス加工機械を改良して使用してもよい。
【００４０】
本開示を典型的な実施形態において例示し、記載したが、本開示の精神から決して逸脱することなく種々の修正及び置換を施すことができるので、本開示は示されている詳細に限定されるものではない。従って、本明細書に開示されている開示の更なる修正形態及び等価物が、日常の実験だけを用いて当業者に思い付く可能性があり、そのような全ての修正形態及び等価物は、以下の特許請求の範囲により定められる本開示の精神及び範囲の範囲内にあると考えられる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  機械加工システム
１１  工作機械（加工装置）
１２  ＣＮＣコントローラ
１３  プロセス制御器
１４  電源
１５  電解液供給部
１６  電極
１７  （電極と被加工物との間の）間隙
２０  管路
２１  （管路の）後縁
２２  （管路の）前縁
２３  第１の空洞
２４  第２の空洞
２５  第３の空洞
２６  第４の空洞
２７  第５の空洞
２８  第６の空洞
２９  第７の空洞
１０１  被加工物、羽根車
Ｕ  第１の方向
Ｐ  第２の方向
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７  目標ゾーン（部分）
【図１】
0006055411.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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