壓縮機葉輪、離心壓縮機、壓縮機葉輪的加工方法以及壓縮機葉輪的加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在輪轂的外周配置有多個葉片的壓縮機葉輪、離心壓縮機、壓縮機葉輪的加工方法以及壓縮機葉輪的加工裝置。
【背景技術】
[0002]以往的增壓器具有旋轉自如地保持渦輪軸的軸承殼體。在渦輪軸的一端設置有渦輪葉輪。在渦輪軸的另一端設置有壓縮機葉輪。增壓器連接于引擎，從引擎排出的排出氣體流入增壓器。當通過排出氣體使渦輪葉輪旋轉后，通過該渦輪葉輪的旋轉，經(jīng)由渦輪軸使壓縮機葉輪旋轉。此外，通過電動機等的旋轉動力使壓縮機葉輪旋轉的離心壓縮機也較為普及。
[0003]如專利文獻I所示，壓縮機葉輪具備輪轂和配置于輪轂周圍并與輪轂一體地設置的多個葉片(葉)。該輪轂、多個葉片以及收納壓縮機葉輪的護罩(殼體)形成對流體進行壓縮的流道。換句話說，他們起到流體的流道的壁面的作用。葉片的葉片面的曲面形狀分為由點群構成的形狀和由母線構成的形狀。由點群構成的曲面形狀通過使用立銑刀等工具的前端部的切削來形成。另一方面，由母線構成的形狀通過使立銑刀等工具的旋轉軸向與母線的方向一致地使用工具的側面進行的切削來形成。使用工具的側面的切削一次能夠切削較大寬度，因此能夠使加工時間比較短。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2007-50444號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]可是，在葉片面具有由母線構成的曲面的葉輪(所謂的母線葉輪)的加工中，若以加工數(shù)據(jù)成為最小的方式進行設計，后緣附近的母線的方向與葉輪的旋轉軸向幾乎平行。在這種情況下，按照加工中的工具的路線，存在工具的保持部與加工前、加工中的葉輪的原材料干涉的隱患。為了避免這種干涉，考慮使用軸向較長的工具。然而，若從保持部到工具與原材料的接觸部分的距離變長，則加工中工具振動，有可能產(chǎn)生所謂的振紋。
[0009]另外，從前緣到后緣，在使對葉片面進行加工的工具從葉片的后緣側離開時，工具的前端掛住葉輪的原材料，導致所謂的按壓加工，存在留下不必要的加工痕跡的隱患。為了可靠地避免這樣的振紋、按壓加工，采取將加工中的工具的移動速度抑制得較低等對策。然而，根據(jù)這樣的對策，將會犧牲加工性、加工時間。
[0010]本發(fā)明的目的在于，提供能夠提高加工性并縮短加工時間的壓縮機葉輪、離心壓縮機、壓縮機葉輪的加工方法以及壓縮機葉輪的加工裝置。
[0011]解決課題所用的方法
[0012]本發(fā)明的第一方案的主旨為一種壓縮機葉輪，與軸一體旋轉，將從形成于離心壓縮機主體的吸入口吸入的流體壓縮并送出至該軸的徑向外側，上述壓縮機葉輪具備:固定于軸的一端的輪轂；以及配置于輪轂的外周的多個葉片，各葉片具備葉片面，該葉片面具有作為流體的流動方向的上游側的端部的前緣、以及作為流體的流動方向的下游側的端部的后緣，且是使直線的母線移動的軌跡所描繪的曲面，母線在后緣側與后緣具有交點，并且與后緣具有交點的母線隨著從軸的軸向的一端側朝向另一端側，向靠近軸的徑向內(nèi)側的方向傾斜。
[0013]位于比交點更靠軸的軸向的另一端側的后緣和位于比交點更靠軸的軸向的另一端側的母線所成的角也可以為20度以上。
[0014]本發(fā)明的第二方案的主旨為一種離心壓縮機，其具備:離心壓縮機主體；旋轉自如地支撐于離心壓縮機主體的軸；以及壓縮機葉輪，該壓縮機葉輪具有固定于軸的一端的輪轂和配置于輪轂的外周的多個葉片，并與軸一體旋轉，將從形成于離心壓縮機主體的吸入口吸入的流體壓縮并送出至徑向外側，各葉片具備葉片面，該葉片面具有作為流體的流動方向的上游側的端部的前緣、以及作為流體的流動方向的下游側的端部的后緣，且是使直線的母線移動的軌跡所描繪的曲面，母線在后緣側與后緣具有交點，并且與后緣具有交點的母線隨著從軸的軸向的一端側朝向另一端側，向靠近軸的徑向內(nèi)側的方向傾斜。
[0015]本發(fā)明的第三方案的主旨為一種壓縮機葉輪的加工方法，是切削出離心壓縮機的壓縮機葉輪的配置于輪轂的外周的多個葉片中的葉片面的加工方法，該葉片面具有作為流體的流動方向的上游側的端部的前緣、以及作為流體的流動方向的下游側的端部的后緣，上述壓縮機葉輪的加工方法為，在初始位置配置工具，在該初始位置，工具的旋轉軸的軸向與葉片的前緣的方向平行，且工具的前端朝向輪轂側，從前緣朝向后緣，在用工具的側面對成為多個葉片的間隙的部分的原材料進行切削的同時，使工具的軸向距初始位置的傾斜角在軸向向后緣的方向靠近的方向上連續(xù)地變大，在切削到后緣而切削出葉片面時，傾斜角為銳角。
[0016]本發(fā)明的第四方案的主旨為一種壓縮機葉輪的加工裝置，是從原材料切削出離心壓縮機的壓縮機葉輪的配置于輪轂的外周的多個葉片中的葉片面的加工裝置，該葉片面具有作為流體的流動方向的上游側的端部的前緣、以及作為流體的流動方向的下游側的端部的后緣，上述加工裝置具備:支撐工具并使工具繞工具的軸中心旋轉的旋轉部；使工具與原材料的相對的位置及姿態(tài)位移的移動部；以及對由旋轉部進行的工具的旋轉、以及由移動部進行的工具與原材料的相對的位置及姿態(tài)的位移進行控制的控制部，控制部控制移動部，使得在初始位置配置該工具，在該初始位置，工具的旋轉軸的軸向與前緣的方向平行，且工具的前端朝向輪轂側，控制部對旋轉部以及移動部進行控制，使得從前緣朝向后緣，在使工具旋轉而用工具的側面對成為多個葉片的間隙的部分的原材料進行切削的同時，使工具的軸向距初始位置的傾斜角在工具的軸向向后緣的方向靠近的方向上連續(xù)地變大，在切削到后緣而切削出葉片面時，該傾斜角為銳角。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠提高壓縮機葉輪的加工性并縮短加工時間。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一實施方式的增壓器的概要剖視圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的一實施方式的壓縮機葉輪的立體圖。
[0021]圖3(a)是用于說明本發(fā)明的一實施方式的葉片的形狀的圖，圖3(b)是用于說明比較例的葉片的形狀的圖。
[0022]圖4(a)以及圖4(b)是用于說明本發(fā)明的一實施方式的壓縮機葉輪的加工裝置的圖。
[0023]圖5(a)?圖5(c)是用于說明本發(fā)明的一實施方式的壓縮機葉輪的加工方法的圖，圖5(d)?圖5(f)是用于說明比較例的葉輪的加工方法的圖。
[0024]圖6(a)以及圖6(b)是用于說明葉片的加工的加工性的圖。
[0025]圖7(a)?圖7(f)是用于對葉片的加工的干涉進行說明的圖。
【具體實施方式】
[0026]以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細地說明。該實施方式所示的尺寸、材料、其他的具體的數(shù)值等僅僅是為了使發(fā)明容易理解而進行的例示，特別是除了拒絕的情況，均不對本發(fā)明構成限定。此外，本說明書以及附圖中，對于具有實質相同的功能、結構的要素，通過標記相同的附圖標記而省略重復說明，另外與本發(fā)明沒有直接關系的要素省略圖示。
[0027]在以下的實施方式中，作為離心壓縮機的一個例子，以包含與離心壓縮機相同結構部的增壓器的壓縮機葉輪、搭載有壓縮機葉輪的增壓器、壓縮機葉輪的加工方法以及壓縮機葉輪的加工裝置為例進行說明。首先，對搭載有壓縮機葉輪的增壓器的概要的結構進行說明，之后對壓縮機葉輪的結構及其加工方法以及加工裝置進行詳述。
[0028]圖1是增壓器C的概要剖視圖。以下，以圖示的箭頭L方向為增壓器C的左側、以箭頭R方向為增壓器C的右側進行說明。如圖1所示，增壓器C具備增壓器主體I (離心壓縮機主體)。增壓器主體I具備軸承殼體2和通過緊固螺栓3而連結于軸承殼體2的左側的渦輪殼體4以及通過緊固螺栓5而連結于軸承殼體2的右側的壓縮機殼體6。這些部件被一體化。
[0029]在軸承殼體2上形成有沿增壓器C的左右方向貫通的軸承孔2a。在軸承孔2a內(nèi)，渦輪軸7(軸)經(jīng)由軸承而被旋轉自如地支撐。在渦輪軸7的一端一體地固定有壓縮機葉輪8 (葉輪)。壓縮機葉輪8被旋轉自如地收納在壓縮機殼體6內(nèi)。另外，在渦輪軸7的一端一體地固定有渦輪葉輪9。渦輪葉輪9被旋轉自如地收納在渦輪殼體4內(nèi)。
[0030]在壓縮機殼體6形成有吸入口 10。吸入口 10在增壓器C的右側開口。另外，吸入口 10連接于空氣凈化器(未圖示)。另外，在通過緊固螺栓5將軸承殼體2與壓縮機殼體6連結的狀態(tài)下，這兩個殼體2、6的對置面形成對流體進行升壓的擴壓流道11。擴壓流道11從渦輪軸7 (壓縮機葉輪8)的徑向內(nèi)側朝向外側環(huán)狀地形成。擴壓流道11在上述徑向內(nèi)側通過壓縮機葉輪8與形成于壓縮機殼體6的吸入口 10連通。
[0031]在壓縮機殼體6設置有壓縮機渦旋流道12。壓縮機渦旋流道12位于比擴壓流道11更靠渦輪軸7 (壓縮機葉輪8)的徑向外側，并形成為環(huán)狀。壓縮機渦旋流道12與引擎的吸氣口(未圖示)連通。另外，壓縮機渦旋流道12也與擴壓流道11連通。若壓縮機葉輪8旋轉，則流體從吸入口 10被吸入壓縮機殼體6內(nèi)，在壓縮機葉輪8的葉片間流通。在該過程中流體的速度通過離心力的作用而增加，在擴壓流道11以及壓縮機渦旋流道12升壓并被引導至引擎的