特表 2022-541095 航空部品を機械加工するための装置、インサート及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-22

(54)【発明の名称】航空部品を機械加工するための装置、インサート及び方法

(51)【国際特許分類】

   B23D 3/02 20060101AFI20220914BHJP

   B23B 27/10 20060101ALI20220914BHJP

   B23D 13/00 20060101ALI20220914BHJP

   B23B 27/14 20060101ALI20220914BHJP

   B23B 27/16 20060101ALI20220914BHJP

【ＦＩ】

B23D3/02

B23B27/10

B23D13/00

B23B27/14 C

B23B27/16 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021569362

(86)(22)【出願日】2020-05-26

(85)【翻訳文提出日】2021-11-19

(86)【国際出願番号】 EP2020064575

(87)【国際公開番号】W WO2020239765

(87)【国際公開日】2020-12-03

(31)【優先権主張番号】1907516.7

(32)【優先日】2019-05-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521508793

【氏名又は名称】ゲーコーエン エアロスペース スウェーデン アクティエボラーグ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100126848

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 昭雄

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル フェルト

(72)【発明者】

【氏名】ニクラス ダールシュトレム

(72)【発明者】

【氏名】ヘンリック ヘーグシュトレム

(72)【発明者】

【氏名】フレデリク ヨハンスゾン

【テーマコード（参考）】

3C046

3C050

【Ｆターム（参考）】

3C046AA08

3C046BB07

3C046CC03

3C046EE01

3C046KK01

3C050AA00

3C050AB02

3C050AC02

3C050AD00

(57)【要約】

航空部品２００に少なくとも１つのスプライン２０５を機械加工するための装置及び対応する方法。装置は、軸方向を画定するホルダ１５であって軸方向の周りを移動可能なホルダ１５と、ホルダ１５に取付け可能な切削インサート２０とを備える。装置は、更に、ホルダの軸方向に対して直交する第２方向の周りで切削インサート２０をホルダ１５に取り付けるためのカップリングを備える。切削インサート２０は、少なくとも１つの切削刃５５を備え、各切削刃５５は、切削エッジ６０を備える。切削インサート２０は各切削エッジ６０からそれぞれ予め設定された間隔Ｓ_Iだけ離間する第１データム面６４を備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置であって、前記装置が、軸方向を画定するホルダであって前記軸方向の周りで前記ホルダが移動可能であるホルダと、前記ホルダに取付け可能な切削インサートと、を備え、前記装置が、更に、前記ホルダの前記軸方向に対して直交する第２方向の周りで前記切削インサートを前記ホルダに取り付けるためのカップリングを備え、
前記切削インサートが少なくとも１つの切削刃を備え、各切削刃が切削エッジを備え、
前記切削インサートが、各切削エッジからそれぞれ予め設定された間隔だけ離間する第１データム面を備える、
装置。

【請求項2】

前記第１データム面が、前記切削インサート上の平坦外面を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記カップリングが、前記第２方向に延びかつ前記切削インサート及び前記ホルダの一方を貫通するスロットと、前記切削インサート及び前記ホルダの他方に接続された細長部材と、を備え、前記細長部材が、前記切削インサートを前記ホルダに取り付けるために前記スロットを前記第２方向に通り抜け可能である、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記装置が、前記ホルダに対して単一向きに前記切削インサートを配向するための第１整列形体を備える、請求項１～３のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

前記第１整列形体が、前記ホルダに凹部を備え、前記切削インサートが前記ホルダに取り付けられるとき、前記切削インサートが前記凹部の中に配置される、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第１整列形体が、前記ホルダに第１ショルダを備え、前記切削インサートが前記ホルダに取り付けられるとき、前記切削インサートが前記第１ショルダに接して配置される、請求項４又は５に記載の装置。

【請求項7】

前記第１整列形体が、前記ホルダに第２ショルダを備え、前記切削インサートが前記ホルダに取り付けられるとき、前記切削インサートが前記第２ショルダに接して配置され、前記第２ショルダが前記第１ショルダに対して直交する、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記ホルダが、前記ホルダから前記航空部品へ向かってクーラント液が通過するための複数のクーラント排出口を備え、前記切削インサートが、前記カップリングを介して前記ホルダに取り付けられたとき、前記複数のクーラント排出口のうち第１クーラント排出口と第２クーラント排出口との間に位置する、請求項１～７のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項9】

前記少なくとも１つの切削刃が前記切削インサートに機械加工される、請求項１～８ののうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項10】

各切削エッジが、前記切削インサートの長さ方向に沿って延び、前記第２方向が前記切削インサートの前記長さ方向に対して直交する、請求項１～９のいずれか１項に記載の装置。

【請求項11】

前記少なくとも１つの切削刃が複数の切削刃を含む、請求項１～１０のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項12】

前記ホルダが、第１軸端と、前記第１軸端の反対側の第２軸端とを含み、前記切削インサートが、前記ホルダに取り付けられたとき前記第１軸端と前記第２軸端との間に位置する、請求項１～１１のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項13】

前記ホルダが、前記第１軸端から前記第２軸端へ向かって延びる細幅部分を備え、前記細幅部分における前記ホルダの最大幅が前記第２軸端から前記第１軸端へ向かって減少し、前記切削インサートが、前記ホルダに取り付けられたとき前記ホルダの前記細幅部分に位置し、前記ホルダの幅方向が、前記ホルダの前記軸方向に対して直交する、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記装置が、更に、前記ホルダに取り付けられる回転部材を備え、前記回転部材が、第１回転軸の周りで回転可能でありかつ前記第１回転軸に対して平行ではない第２回転軸の周りで回転可能である、請求項１～１３のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項15】

前記装置が、更に、前記回転部材に対して単一向きに前記ホルダを配向するために前記回転部材と前記ホルダとの間に第２整列形体を備える、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記装置が、前記切削インサートが前記ホルダに取り付けられたとき前記切削インサートを４、５または６つの移動軸の少なくとも１つの周りで移動できるように構成される、請求項１～１５のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項17】

更に、前記カップリングを介して前記ホルダに取り付けられた前記切削インサートを備える、請求項１～１６のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項18】

航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置であって、前記装置が、ホルダと、ホルダに取付け可能な切削インサートと、を備え、前記装置が、更に、前記切削インサートを前記ホルダに取り付けるためのカップリングを備え、前記ホルダが、前記ホルダに対して単一向きに前記切削インサートを配向するための第１整列形体を備え、
前記切削インサートが、少なくとも１つの切削刃を備え、各切削刃が切削エッジを備え、
各切削インサートが、各切削エッジからそれぞれ予め設定された間隔だけ離間する第１データム面を備える、
装置。

【請求項19】

前記装置が、更に縁取り工具を備える、請求項１～１８のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項20】

前記装置がスプライン加工装置である、請求項１～１９のうちいずれか１項に記載の装置。

【請求項21】

航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための切削インサートであって、前記切削インサートが少なくとも１つの切削刃を備え、各切削刃が、前記切削インサートの長さ方向に沿って延びる切削エッジを備え、前記切削インサートが、前記切削インサートの幅方向の周りに延びる少なくとも１つのカップリングを備え、前記幅方向が前記長さ方向に対して直交し、前記カップリングが、前記航空部品に前記少なくとも１つのスプラインを機械加工するために前記切削インサートを保持し移動するための装置に前記切削インサートを解除可能に取り付けるように構成され、
各切削刃が切削エッジを備え、
前記切削インサートが、各切削エッジからそれぞれ予め設定された間隔だけ離間する第１データム面を備える、
切削インサート。

【請求項22】

請求項２１に記載の前記切削インサートと、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するために前記切削インサートを保持し移動するための装置のホルダと、を備える、方法であって、前記方法が、
前記切削インサートを前記ホルダに取り付けることと、
予め設定された基準位置に対する前記切削インサート上の前記第１データム面の少なくとも１つの位置を測定することと、
前記予め設定された基準位置に対する前記第１データム面の前記少なくとも１つの位置の差を補正することと、
を含む、方法。

【請求項23】

前記予め設定された基準位置に対する前記第１データム面の前記少なくとも１つの位置の差を補正することが、前記航空部品に対する前記装置及び前記切削インサートの前記位置を調節することを含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記航空部品に対する前記装置及び前記切削インサートの前記位置を調節することが、前記装置を移動するが前記航空部品を移動しないことを含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記方法が、さらに、前記航空部品に前記少なくとも１つのスプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して前記航空部品から材料の第１部分を切削するために、前記航空部品に対して前記ホルダに取り付けられた前記切削インサートを備える前記装置を移動することを含む、請求項２２～２４のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項26】

前記少なくとも１つのスプラインが、前記航空部品の内歯スプラインである、請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記少なくとも１つのスプラインが、前記航空部品の円周の周りに延びる複数のスプラインを含み、前記少なくとも１つのスプラインを生成するために前記少なくとも１つの切削刃を使用して前記航空部品から材料の第１部分を切削するために前記航空部品に対して前記装置を移動することが、
前記複数のスプラインのうち第１スプラインを生成するために前記少なくとも１つの切削刃を使用して前記航空部品を切削することと、
前記複数のスプラインのうち第２スプラインを生成するために前記少なくとも１つの切削刃を使用して前記航空部品を切削することと、
前記複数のスプラインのうち第３スプラインを生成するために前記少なくとも１つの切削刃を使用して前記航空部品を切削することと、
を含み、
前記複数のスプラインのうち前記第３スプラインが、前記第１スプラインと前記第２スプラインとの間に位置し、前記第１スプライン及び前記第２スプラインの生成後に生成される、
請求項２５又は２６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航空部品を機械加工するための装置及び方法、特に航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置及び方法に関する。

【0002】

歯車又はその他の噛合い部品などの航空部品にスプラインを形成する際、このようなスプラインが要求する寸法公差は狭い。この点に関し、寸法公差は、少なくともＡＮＳＩＢ９２.１クラス４が認める狭い公差の範囲内でなければならない。このような狭い寸法公差を満たすために、現在、航空部品のスプラインは、オーダーメイドの歯車成形及び／又はホブ盤を使用して形成される。このような機械は、上記の比較的狭い公差に合わせてスプラインを形成できるが、比較的動作が遅く、高額でもある。

【0003】

このような機械を使用することの更なる不利点は、形成されるスプラインの縁取りを実施できないことである。スプラインの縁は鋭い縁があればこれを除去するために平縁／面取り加工される。その結果、このような機械を使用して形成されたスプラインは、縁取りステップを実施するために別個の機械で事後処理しなければならない。

【0004】

本明細書において説明する発明の発明者は、このようなスプライン付きの航空部品を製造するために、歯車成形及びホブ盤の使用を避けて複雑かつ正確なスプラインを形成できるようにする、基本的に異なる方式を発明した。

【発明の概要】

【0005】

本発明の形態は、請求項に記載されている。

【0006】

本明細書において説明する発明の第１形態から、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置であって、軸方向を画定しその周りでホルダが移動可能なホルダと、ホルダに取付け可能な切削インサートと、を備え、装置は、更にホルダの軸方向に対して直交する第２方向の周りで切削インサートをホルダに取り付けるためのカップリングを備える、装置が提供される。

【0007】

ホルダの軸方向に対して直交する第２方向の周りで切削インサートをホルダに取り付けることによって、この整列が切削インサートを緩みにくくして装置の使用中にホルダに対して移動しにくくするので（このような切削インサートの移動は生成された切削の精度を減少する）、切削インサートがより微細な公差で切削を行えるようにすることが見出された。このように切削インサートがより微細な公差で切削できることを考慮すると、装置は航空部品にスプラインを機械加工する際に使用するのに適するものとなる。

【0008】

いくつかの実施形態によれば、切削インサートは、少なくとも１つの切削刃を備えてもよく、各切削刃は、切削エッジを備え、切削インサートは、各切削エッジからそれぞれ予め設定された間隔だけ離間する第１データム面を備える。このような実施形態において、第１データム面（１つ又は複数の第１データム点を備えてもよい）は、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する際に使用する前に、装置上で各切削エッジをより正確に位置付けられるように構成できる。この点に関して、予め設定された基準位置に対して切削インサートの第１データム面の少なくとも１つの位置を測定し、その後、予め設定された基準位置に対する第１データム面の少なくとも１つの位置の差を補正することによって、部品にスプラインを機械加工する前に、第１データム面（及び各切削エッジ）を、部品に対してより正確な位置に位置付けし配向できるようにする。このように、第１データム面を与えることは、機械加工中の部品に対する各切削エッジの配置の改良を容易にし、ＡＮＳＩ Ｂ９２.１クラス４が認める狭い公差内でスプラインを形成する際に有利である。

【0009】

第１データム面が存在するこのような実施形態において、そのいくつかの特定の実施形態において、第１データム面は、切削インサート上の平坦外面を含むことができる。

【0010】

予め設定された基準位置に対して切削インサートからの第１データム面の位置を測定する際の精度を更に改良するために、いくつかの実施形態において、第１データム面を研磨できる。

【0011】

いくつかの実施形態において、カップリングは、第２方向に延びるスロットであって、切削インサート及びホルダの一方を貫通するスロットと、切削インサート及びホルダの他方に接続された細長部材と、を備え、細長部材は、切削インサートをホルダに取り付けるためにスロットを第２方向に通り抜け可能である。

【0012】

いくつかの実施形態においてその細長軸線が第２方向に対して平行である細長部材（ボルト又はスクリューなど）と一緒に円筒形又は円形断面を有するスロットが存在することは、切削インサートとホルダとの間に便利で効果的な結合を与える。

【0013】

いくつかの実施形態において、切削インサート及びホルダの少なくとも一方は、ホルダに対して単一向きに切削インサートを配向するための第１整列形体を備える。切削インサートがホルダに対して単一向きに挿入されるようにすることによって、切削インサートが不正確に即ちホルダに対して不正確な向きに挿入されることによって生じる製造エラーを軽減する。いくつかの実施形態において、第１整列形体は、所与の切削インサート（又は、逆にホルダ）について、この切削インサート（ホルダ）を、異なる形状およびサイズを有する複数の異なるホルダ（切削インサート）と使用できるようにし、これと適切に整列できるように作用できる。このように製造エラー及び不整列を軽減することによって、装置は、更に、製造公差が狭い航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する際に使用するのに効果的になる。

【0014】

第１整列形体が存在する場合、第１整列形体は、ホルダにおける凹部を含むことができ、切削インサートは、切削インサートがホルダに取り付けられるときこの中に配置される。

【0015】

第１整列形体は、ホルダに第１ショルダを含むことができ、切削インサートは、切削インサートがホルダに取り付けられるとき第１ショルダに接して配置される。このような実施形態において、第１整列形体は、ホルダに第２ショルダを含むことができ、切削インサートは、切削インサートがホルダに取り付けられるとき第２ショルダに接して配置される。第２ショルダは、第１ショルダに対して直交する。

【0016】

上記の事例において、第１整列形体の各ショルダ及び／又は凹部は、各々、切削インサートが不正確に挿入される又は不整列になるのを軽減するのに役立つので、装置が航空部品に要求される規格に合わせてスプラインを機械加工し易くする。

【0017】

いくつかの実施形態において、ホルダは、ホルダから航空部品へ向かってクーラント液が通過するための複数のクーラント排出口を備えることができ、切削インサートは、カップリングを介してホルダに取り付けられたとき、複数のクーラント排出口のうち第１クーラント排出口と第２クーラント排出口との間に位置する。切削インサートの両側にクーラント排出口を配置することによって、部品が機械加工される間、工作物／機械加工部品（特に、航空業界で一般的に使用されるチタンで作られたもの）及び切削インサートが正確な温度に維持されるようにし、同時に、発生した切り屑が、機械加工が行われているエリアから効果的に除去されるようにする。これらを合わせると、これらの技術的な効果は、更に機械加工部品を航空部品に要求される公差に合わせて製造できるようにするのを助ける。

【0018】

切削インサートは、少なくとも１つの切削刃を備えることができ、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの切削刃は、複数の切削刃を含む。切削インサートが持つ切削刃の数は、機械加工対象の部品及び複数の刃での同時の機械加工に耐える機械加工部品の強さに応じて変更できる。この点に関し、複数の刃が存在する場合、これは名目上同時に複数のスプラインの生成を可能にし、したがって、航空部品をより迅速に製造できるようにする。複数の刃が存在する場合、いくつかの実施形態において、各刃は、異なる形状を持つことができ、これは、名目上、特定の複雑な形状を有するスプラインを生成できるようにする。いくつかの実施形態において、切削インサートに複数の切削刃が存在することは、例えば、他の刃を使用する間１つの刃を冷却できるようにすることによって、機械加工プロセスにおいて異なる時点で異なる刃を使用できる可能性を与えることができる。これは、所与の機械加工部品を航空用に要求される公差に合わせて製造できるようにするのを更に助けることができる。

【0019】

各切削刃は、切削インサートの長さ方向に沿って延びる切削エッジを備えることができ、第２方向は、切削インサートの長さ方向に対して直交する。

【0020】

切削インサートに存在する各切削刃について、いくつかの実施形態において、切削刃が切削インサートに機械加工されることが想定される。このような機械加工は、いくつかの特定の実施形態において、各切削刃を切削インサートに機械加工するための切削インサートのパンチング、プレス加工及び／又は切削の少なくとも１つを含むことができる。

【0021】

ホルダは、第１軸端と、第１軸端の反対側の第２軸端と、を備えることができ、切削インサートは、ホルダに取り付けられたとき、第１軸端と第２軸端との間に位置する。切削インサートがホルダの第１軸端と第２軸端との間に位置することは、特に従来と異なるが、切削インサートの両側に位置するクーラント排出口へクーラントを供給し易くすることが判明している。

【0022】

このような実施形態において、ホルダは、第１軸端から第２軸端へ向かって延びる細幅部分を含むことができ、細幅部分におけるホルダの最大幅は、第２軸端から第１軸端へ向かって減少し、切削インサートは、ホルダに取り付けられたとき、ホルダの細幅部分に位置し、ホルダの幅方向は、ホルダの軸方向に対して直交する。細幅部分に切削インサートが位置することによって、切削インサートが、機械加工対象の部品の（例えば部品の内面の）より小さい部分をより狭い空間内でより良く機械加工できるようにする。

【0023】

装置は、更に、ホルダに取り付けられる回転部材を備えることができ、回転部材は、第１回転軸の周りで回転可能であり、かつ第１回転軸に対して平行ではない第２回転軸の周りで回転可能である。このような実施形態において、装置は、更に、回転部材に対して単一向きにホルダを配向するために回転部材とホルダとの間に第２整列形体を備えることができる。各回転部材の存在は、機械加工中の部品に対して切削インサートを容易に配向できるようにするので、切削インサートは、要求される各スプラインの形状をより容易に生成できる。

【0024】

いくつかの実施形態において、装置は、切削インサートがホルダに取り付けられたとき切削インサートを４、５又は６つの移動軸の少なくとも１つの周りで移動できるように構成される。５つの移動軸の場合、これらの軸線は、デカルト座標系における移動例えば直交するＸ、ＹおよびＺ直線軸に沿った移動及び相互に平行ではない第１及び第２回転軸の周りでの回転移動を含むことができる。都合の良いことに、これらの５つの移動軸があることにより、切削インサートはどの方向からでも加工物に接近できるので、装置を使用して、所与のスプラインをより容易に生成できる。６つの移動軸の場合、いくつかの実施形態において、第１又は第２回転軸のいずれに対しても平行ではない付加的な第３回転軸を備えることができる。

【0025】

装置は、更に、カップリングを介してホルダに取り付けられた切削インサートを備えることができる。

【0026】

いくつかの実施形態において、切削インサートは、ＣＢＮ切削インサートとすることができる。

【0027】

本明細書において説明する発明の第２形態から、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置が提供され、装置は、ホルダと、ホルダに取付け可能な切削インサートとを備え、装置は、更に、切削インサートをホルダに取り付けるためのカップリングを備え、ホルダは、ホルダに対して単一向きに切削インサートを配向するための第１整列形体を備える。上述のように、切削インサートがホルダに対して単一向きに挿入されるようにすることは、切削インサートが不正確に挿入されることによって生じる製造エラーを軽減することになり、これは、機械加工部品を航空用に要求される公差に合わせて製造できるようにするのを助ける。

【0028】

いくつかの実施形態によれば、上述のように、切削インサートは、少なくとも１つの切削刃を備えることができ、各切削刃は、切削エッジを備え、切削インサートは、各切削エッジからそれぞれ予め設定された間隔だけ離間する第１データム面を備える。このような実施形態において、第１データム面（１つ又は複数の第１データム点を含むことができる）は、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する際に使用する前に、装置に各切削エッジをより正確に位置付けできるように構成できる。

【0029】

いくつかの実施形態において、上記の装置の各々は、具体的には、スプライン加工装置とすることができる。

【0030】

本明細書において説明する発明の第３形態から、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための切削インサートが提供され、切削インサートは、少なくとも１つの切削刃を備え、各切削刃は、切削インサートの長さ方向に沿って延びる切削エッジを備える。切削インサートは、切削インサートの幅方向の周りに延びる少なくとも１つのカップリングを備え、幅方向は長さ方向に対して直交し、カップリングは、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するために切削インサートを保持し移動するための装置に切削インサートを解除可能に取り付けるように構成される。

【0031】

いくつかの実施形態によれば、各切削刃は切削エッジを備えることができ、切削インサートは、各切削エッジからそれぞれ予め設定された間隔だけ離間する第１データム面を備える。このような実施形態において、上述のように、第１データム面は、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する際に使用する前に各切削エッジを正確に位置付けられるようにするために使用できる。この点に関して、予め設定された基準位置に対する切削インサート上の第１データム面の少なくとも１つの位置を測定し、その後、予め設定された基準位置に対する第１データム面の少なくとも１つ位置の差を補正できるので、第１データム面（したがって、各切削エッジ）が、航空部品にスプラインを機械加工する前により正確な位置に位置付けられ配向されるようにする。

【0032】

切削インサートが第１データム面を備える上記の実施形態において、そのいくつかの実施形態において、切削インサートと、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するために切削インサートを保持し移動するための装置のホルダと、を含む方法が提供され、方法は、
切削インサートをホルダに取り付けることと、
予め設定された基準位置に対する切削インサート上の第１データム面の少なくとも１つの位置を測定することと、
予め設定された基準位置に対する第１データム面の少なくとも１つの位置の差を補正することと、
を、含む。

【0033】

上記の方法において、いくつかの実施形態によれば、予め設定された基準位置に対して第１データム面の少なくとも１つの位置の差を補正することは、航空部品に対する装置及び切削インサートの位置を調節することを含むことができる。

【0034】

いくつかの実施形態において、航空部品に対して装置及び切削インサートの位置をこのように調節することは、装置及び航空部品の一方を移動するが、装置及び航空部品の他方を移動しないことを含むことができる。

【0035】

上記の方法において、予め設定された基準位置に対して第１データム面の少なくとも１つの位置の差を補正することが要求通りに実施されたら、方法は、いくつかの実施形態において、更に、航空部品に少なくとも１つのスプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品から材料の第１部分を切削するために、ホルダに取り付けられた切削インサートを備える装置を部品に対して移動することを含むことができる。

【0036】

本明細書において説明する発明の第４形態から、本発明の第１又は第２形態に従った装置を使用して航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する方法が提供される。

【0037】

本明細書において説明する発明の第５形態から、本発明の第３形態の切削インサートを使用して航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する方法が提供される。

【0038】

本明細書において説明する発明の第６形態から、ホルダを備える装置とホルダに取り付けられた切削インサートとを使用して航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する方法が提供され、切削インサートは、航空部品から材料を切削するための少なくとも１つの切削刃を備え、方法は、
少なくとも１つのスプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品から材料の第１部分を切削するために航空部品に対して装置を移動することと、
少なくとも１つのスプラインの縁に平縁又は面取りを生成するために航空部品に対して装置を移動して航空部品から材料の第２部分を切削することと、
を、含む。

【0039】

上記の方法において、少なくとも１つのスプラインの生成及びその後の各スプラインに対して実施される縁取りは、同じ作動の中で行われるので、部品の製造プロセスを迅速にし、前記のステップが別の装置で実施される場合に部品が別の位置に保持される（したがって別個に機械加工される）ことによって生じる製造エラーを減少する。

【0040】

上記の方法のいくつかの実施形態において、各スプラインに実施される縁取りは、装置の縁取り工具で実施できる。いくつかの特定の実施形態において、縁取り工具は、切削インサートとは別個のものとすることができる。

【0041】

上記の方法のいくつかの実施形態において、少なくとも１つのスプラインは、航空部品の内歯スプライン又は外歯スプラインとすることができる。装置の性質上、機械は、所与の部品の任意の数及び組合せの内歯及び／又は外歯スプラインを生成するために適合させることができる。

【0042】

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのスプラインは、航空部品の円周の周りに延びる複数のスプラインを含むことができ、少なくとも１つのスプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品から材料の第１部分を切削するために航空部品に対して装置を移動することは、更に、
複数のスプラインのうち第１スプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品を切削することと、
複数のスプラインのうち第２スプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品を切削することと、
複数のスプラインのうち第３スプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品を切削することと、
を含み、
複数のスプラインのうち第３スプラインは、第１スプラインと第２スプラインとの間に位置し、第１スプライン及び第２スプラインが生成された後に生成される。

【0043】

第１スプライン後に直ちに第２スプラインを生成しないことによって、機械加工されるときの部品の温度をより均等な温度にすることができ、特に薄壁で細長い部品において、隣り合うスプラインが連続的に生成される部品に比べて、要求される公差に合わせてスプラインを生成するためのより効果的方式であることが判明している。

【0044】

本明細書において説明する発明の第７形態から、多軸切削機用のツールホルダを備えるスプライン形成装置が提供され、前記ツールホルダは、使用時に切削インサートを受け入れるように配列されたカップリングを備え、切削インサートは、所望のスプライン形状に対応する切削面形状を有する。

【0045】

いくつかの実施形態において、切削インサートは、１対の隣り合うスプラインに対応する切削面形状を備えることができる。

【0046】

いくつかの実施形態において、多軸切削機は、５軸コンピュータ数値制御フライス盤とすることができる。都合の良いことに、このように５つの移動軸を備えることは、切削インサートがどの方向からも所与の加工品へ接近できるようにするので、スプライン形成装置を使用して、所与のスプラインがより容易に形成できる。

【0047】

本明細書において説明する発明の第８形態から、本発明の第７形態に従った任意の実施形態において主張する装置を備える多軸フライス盤が提供される。

【0048】

本明細書において説明する発明の第９形態から、本発明の第８形態において主張する多軸フライス盤を作動する方法が提供され、方法は、
（Ａ）機械加工対象の部品に１つ又は複数のスプラインを形成するために機械の１つの軸線に沿ってツールホルダ及び切削インサートを往復させるステップと、
（Ｂ）多軸フライス盤に対して予め設定された角度で機械加工対象の部品を回転させるステップと、
（Ｃ）予め設定された数のスプラインが部品の周りに形成されるまでステップ（Ａ）及び（Ｂ）を反復するステップと、
を含む。

【0049】

本発明の１つ又は複数の実施形態について、下記の図面を参照しながら単なる例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】航空部品に少なくとも1つのスプラインを機械加工するための装置の概略図である。

【図2A】図１の装置に使用するためのホルダ及び切削インサートの斜視図である。

【図2B】ホルダの第１軸端から見た、図２Ａのホルダ及び切削インサートの端面図である。

【図3A】航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための第１位置にあるときの図１の装置と同様の装置を示す。

【図3B】航空部品に少なくとも１つのスプリアンを機械加工するための第２位置にあるときの図３Ａの装置を示す。

【図3C】航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための第３位置にあるときの図３Ａの装置を示す。

【図4】図１の装置に使用するためのホルダの一部分及び切削インサートの斜視図である。

【図5】航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための方法論の一部として使用される際の、第１データム面を含む切削インサートの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

本明細書における先行技術文献への言及は、この先行技術がその分野で周知である又は一般知識の一部を成すことを認めるものとは見なされないものとする。本明細書において使用されるとき、「備える（含む）」及びこれに類似する語句は、排他的又は網羅的意味で解釈されないものとする。言い換えると、これらの語句は、「～を含むが、これに限定されない」を意味することを意図する。本発明については、更に、下記の実施例を参照して説明する。主張される発明は、これらの実施例に限定されることを意図しないことが分かるであろう。又、本発明が個別の実施形態だけではなく本明細書において説明する実施形態の組合せも包括することが分かるであろう。

【0052】

本明細書において説明する様々な実施形態は、単に、主張される特徴の理解及び教示を助けるために提示する。これらの実施形態は、実施形態の代表的見本としてのみ提示し、網羅的及び／又は排他的ではない。本明細書において説明する利点、実施形態、実施例、機能、特徴、構造及び／又はその他の形態は、請求項によって画定される本発明の範囲の限定又は請求項の同等物への限定と見なされるものではなく、主張される発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用でき、修正を加えることができると、理解すべきである。本発明の様々な実施形態は、開示する要素、構成成分、特徴、部品、ステップ、手段などの本明細書において具体的に説明する以外の適切な組合せを、適切に含み、これらから構成され又は基本的にこれらから構成できる。更に、本開示は、現在主張されていないが将来主張される可能性のある他の発明を含むことができる。更に、本明細書において説明する発明の形態の特徴は、便利に交換可能に任意の適切な組み合わせで使用できることが分かるであろう。

【0053】

図１及び２Ａ～２Ｂを参照すると、航空部品２００に少なくとも１つのスプライン２０５を機械加工するための装置１０が示される。装置（具体的には、スプライン加工装置とすることができる）は、軸方向Ａ１を画定するホルダ１５であって、この軸方向の周りでホルダ１５が移動可能である、ホルダ１５と、ホルダ１５に取付け可能な切削インサート２０と、を備える。いくつかの実施形態において、切削インサート２０は、ＣＢＮ切削インサート２０とすることができる。装置は、更に、ホルダ１５の軸方向Ａ１に対して直交する第２方向Ａ２の周りで切削インサート２０をホルダ１５に取り付けるためのカップリング２５を備える。

【0054】

図１及び２Ａ～２Ｂに示す実施形態において、カップリング２５は、第２方向Ａ２に延びかつ切削インサート２０を貫通して延びるスロット３０と、延長軸を画定しホルダ１５に接続される細長部材（図示せず）と、を備えるものとして示される。このようにして、細長部材は、切削インサート２０をホルダ１５に取り付けるためにスロット３０を第２方向Ａ２に通り抜け可能なので、延長軸は第２方向Ａ２に対して平行である。他の実施形態においては、スロット３０は、代わりにホルダを貫通でき、細長部材は切削インサートに接続できることが分かるであろう。

【0055】

１つの特定の実施形態において、スロット３０は、細長部材が受け入れられる貫通孔の形式をとることができ、細長部材は、ホルダ１５の一部分にネジ入れられるスクリュー又はボルトの形式をとることができるので、スクリュー／ボルトの頭とスクリュー／ボルトがネジ入れられるホルダ１５の部分との間にホルダ１５を固着できる。このような実施形態において、スクリュー／ボルトの延長軸は、第２方向Ａ２に対して平行である。

【0056】

ホルダに対して切削インサートをより良く整列するために、ホルダ１５は、ホルダ１５に対して単一向きに切削インサート２０を配向するための第１整列形体を備えることができる。いくつかの実施形態において、第１整列形体は、ホルダに凹部３５を含むことができ、切削インサート２０がホルダ１５に取り付けられるとき、切削インサート２０はこの中に配置される。第１整列形体は、いくつかの実施形態において、ホルダに第１ショルダ４０を含むことができ、切削インサートは、切削インサートがホルダに取り付けられるとき、第１ショルダに接して配置される。第１整列形体は、又、ホルダに第２ショルダ４５を備えることができ、切削インサートがホルダに取り付けられるとき、切削インサートは第２ショルダに接して配置され、第２ショルダ４５は第１ショルダ４０に対して直交する。

【0057】

部品が機械加工されるとき部品２００及び切削インサート２０が正確な温度に維持されるようにするために、ホルダ１５は、いくつかの実施形態において、ホルダから航空部品へ向かってクーラント液が通過するための複数のクーラント排出口５０を備えることができ、切削インサート２０は、カップリングを介してホルダ１５に取り付けられたとき、複数のクーラント排出口５０のうち第１クーラント排出口５１と第２クーラント排出口５２との間に位置する。

【0058】

切削インサート２０については、切削インサートは少なくとも１つの切削刃５５を備えるものとして示される。図２Ａ～２Ｂに示す実施形態において、切削インサート２０は、複数の切削刃、即ち２つの切削刃を備えるものとして示される。各切削刃５５は、切削インサートの長さ方向Ａ３に沿って延びる切削エッジ６０を備え、第２方向Ａ２は、切削インサートの長さ方向Ａ３に対して直交する。

【0059】

図に示す実施形態において、ホルダ１５は、第１軸端１５Ａと、第１軸端１５Ａの反対側の第２軸端１５Ｂとを備えるものとして示される。切削インサートは、ホルダに取り付けられたとき、第１軸端１５Ａと第２軸端１５Ｂとの間に位置する。いくつかの特定の実施形態において、ホルダ１５は、第１軸端１５Ａから第２軸端１５Ｂへ向かって延びる細幅部分６５を備えることができ、細幅部分におけるホルダの最大幅Ｗは、第２軸端１５Ｂから第１軸端１５Ａへ向かって減少する。ホルダの幅方向Ｗ１は、ホルダの軸方向Ａ１に対して直交する。このような実施形態において、切削インサートは、ホルダに取り付けられたとき、ホルダの細幅部分に位置できる。

【0060】

図３Ａ～３Ｃを参照すると、装置は、更にホルダに取り付けられる回転部材１００を備えることができ、回転部材は、第１回転軸Ｒ１の周りで回転可能であり、かつ第１回転軸Ｒ１に対して平行ではない第２回転軸Ｒ２の周りで回転可能である。回転部材１００へのホルダ１５の取付けを助けるために、回転部材１００に対して単一向きにホルダ１５を配向するための第２整列形体を、回転部材１００とホルダ１５との間に設置できる。図３Ａ～３Ｂの実施形態において、第２整列形体は、各々、第２軸端１５Ｂへ向かって位置するホルダ１５の外面の一部分の周りに延びる２つの溝７０として示される。溝７０は、回転部材１００の内面のそれぞれの突出部と係合する。但し、第２整列形体の正確な形状及び位置付けは、回転部材１００とホルダ１５を相互に対して単一向きに適切に配向できる限り、必要に応じて変更できることが分かるであろう。

【0061】

回転部材１００は、好ましくは、図３Ａにおいて強調されるように、デカルト座標系の周りで移動するように（例えば、Ｘ、Ｙ及びＺ直線軸の周りでの移動）も構成される。このように付加的な３つの移動軸を持つので、図３Ａ～３Ｃの装置は、切削インサート２０がホルダ１５に取り付けられたとき、切削インサートを５つの移動軸の周りで移動（即ち、軸線Ｘ、Ｙ及びＺの周りでの並進移動及び軸線Ｒ１及びＲ２の周りでの回転移動）できるように、構成される。他の実施形態において、異なる数の移動軸を与えることができる（例えば、４又は６つの移動軸）ことが分かるであろう。これは、例えば第１又は第２回転軸Ｒ１及びＲ２のいずれに対しても平行ではない付加的な第３回転軸を加えることによって、１つ又は複数の更なる移動軸を装置に加えることによって可能になる。又は、いくつかの実施形態において、Ｘ、Ｙ及びＺ軸及び／又は回転軸Ｒ１又はＲ２のうち任意の数を取り除いて、５つ未満の移動軸を与えることができる（例えば、４つの移動軸を与えるために軸線の１つを取り除く）。

【0062】

本明細書において説明する装置の作動に関しては、作動の例は、航空部品２００に内歯スプライン２０５を生成するために使用される装置を示す図３Ａ～３Ｃに関連して示される。スプライン２０５を生成するために、切削インサート２０（たとえば、ＣＢＮ切削インサート２０）は、カップリングを介してホルダ１５に取り付けられる。これに関して、ホルダ１５の凹部３５内における位置付け、及び第１及び第２ショルダ４０、４５に対する切削インサート２０の位置付け、又はより概略的には第１整列形体を介した切削インサート２０の位置付けは、切削インサート２０が正確にかつホルダに対して正確な向きに位置付けられるようにする。

【0063】

次に、ホルダ１５は、ホルダ１５の第２軸端１５Ｂへ向かって位置する溝７０を介して回転部材１００に取り付けられる。回転部材１００の内面からのそれぞれの突出部における溝７０の整列は、ホルダ１５（したがって、切削インサート２０）が、回転部材１００及び機械加工中の部品に対して正確に配向されるようにし、このことは、航空部品に許容される狭い寸法公差に留意すると、航空部品にスプラインを形成する上で重要である。

【0064】

装置は、その後、装置１０に接続されて航空部品２００にスプライン２０５を生成するために５つの移動軸の周りで移動するように装置１０を作動するコンピュータ（図示せず）からの予め設定されたコマンドに基づいて、作動される。航空部品２００は、機械加工プロセス中固定具に配置される。図３Ａ～３Ｃに示されるように移動する場合、装置１０は、主にＺ軸の周りで下向き方向に移動するように示される。装置１０がこのＺ軸の周りで降下するとき、航空部品２００の内面に内歯スプラインを機械加工するために、切削具／インサート２０は、航空部品２００の内部から材料を除去する。

【0065】

第１スプライン２０５が生成されたら、装置１０は、航空部品に別のスプライン２０５を生成するためにコンピュータからのコマンドに基づいて移動してもよい。このプロセスは、航空部品に必要な数のスプラインを作るために必要に応じて反復してもよい。

【0066】

図３Ａ～３Ｃから分かるように、装置１０の作動中、クーラント液５３がクーラント排出口５０から出て、切削具及び機械加工中の航空部品に充分な潤滑及び冷却作用を与える。これは、航空部品を機械加工する際、航空部品が許容される狭い寸法公差の範囲内で生成されるようにするのを助けるために重要である。

【0067】

航空部品に複数のスプラインを生成する際、いくつかの実施形態において、航空部品から隣り合うスプラインは順次機械加工されない。その代わりに、第１スプラインが生成された後に、次に生成される（第２）スプラインは、生成済みの第１スプラインからある程度離れて位置しており、例えば、航空部品において第１スプラインに対して直径方向に反対側に位置する。第２スプラインが生成されたら、第２スプラインよりも第１スプラインに対して近い（第１スプラインに隣接する可能性がある）第３スプラインを生成できる。第２スプラインを第１スプラインの直後に生成しないことによって、部品が加工されるとき部品においてより均等の温度分布が可能になり、隣り合うスプラインが連続的に生成される対応する部品に比べて、特に薄壁の細長い部品において、要求される公差に合わせてスプラインをより効果的に生成する方式であることが判明している。

【0068】

いくつかの実施形態において、航空部品２００にスプライン２０５を生成するのを助けるために、切削インサート２０の切削面形状は、スプライン２０５の所望のスプライン形状に対応し、かつ／又は航空部品２００の隣り合う１対のスプライン２０５に対応することができる。

【0069】

航空部品２００に必要な全てのスプライン２０５が切削インサート２０を使用して機械加工／生成されたら、装置１０は、次に、装置１０と通信しこれを制御するコンピュータから送られた予め設定されたコマンドに基づいてスプライン２０５の縁取りを実施するために使用してもよい。いくつかの実施形態においては装置１０の縁取り工具（図示せず。切削インサート２０とは別個のものとすることができる）を使用して実施できかつ／又は装置１０の切削インサート２０を使用して実施できる縁取りステップが完了したら、即ち、必要な平縁又は面取りが各スプラインの縁に施されたら、航空部品２００は、これが保持される固定具から取り外してもよい。

【0070】

したがって、切削具２０に対して適切に配置されたクーラント排出口の存在、第１及び第２整列形体、ホルダ１５と切削具２０との間のカップリング及び複数のスプラインを生成する順番は、全て、本明細書において説明する装置を、この種の部品に要求される狭い寸法公差の範囲内で（例えば、ＡＮＳＩ Ｂ９２.１クラス４が許容する公差の範囲内で）航空部品にスプラインを加工する（ＣＮＣ）機械加工プロセスの使用に適するものにする。

【0071】

図４を参照すると、いくつかの実施形態によれば、切削インサート２０は、各切削エッジ６０からそれぞれ予め設定された間隔Ｓ₁だけ離間するデータム面６４を備えることができる。このような実施形態において、第１データム面６４は、後に説明するように、航空部品２００に少なくとも１つのスプライン２０５を機械加工する際に使用するとき、装置１０上に各切削エッジ６０をより良く正確に配置できるようにするために使用されるように構成される。いくつかの実施形態において、第１データム面６４は、１つ又は複数の第１データム点６６を含むことが想定され、それぞれの予め設定された間隔Ｓ₁はこれに基づいてもよい。このような第１データム点は、例えば、第１データム面６４のコーナー点とするか又は第１データム面６４の中央の点とすることができる。同様に、各切削エッジ６０は、１つ又は複数のデータム点６８を含むことが想定され、それぞれの予め設定された間隔Ｓ₁はこれに基づくことができる。このような切削エッジ６０上の１つ又は複数のデータム点６８は、例えば、切削エッジ６０のいずれかの端点、又は切削エッジ６０の中央の点を含むことができる。図４に示す特定の実施形態において、予め設定された間隔Ｓ₁は、第１データム面６４の中央に位置する第１データム点６６と切削エッジ６０の中央に位置する第２データム点６８との間の間隔として示される。言い換えると、予め設定された間隔Ｓ₁は、第１データム面６４上の点／位置と切削エッジ６０上の点／位置との間をつなぐ予め設定されたベクトルとして画定できる。このようにして、第１データム面６４に対する各切削エッジ６０の位置は、第１データム面６４と各切削エッジ６０が切削インサート２０の生成において同じ機械加工プロセスの一部として形成されることに留意すると、切削エッジ６０（したがって第１データム面６４）が切削インサート２０の機械加工プロセス中に不正確な位置及び／又は向きに形成されるか否かに関わりなく、常に分かっている。

【0072】

第１データム面６４（及びその第１データム点６６の任意の１つ又はそれ以上）は、航空部品２００に少なくとも１つのスプライン２０５を機械加工するためのプロセスにおいて、各切削エッジ６０が機械加工中の部品２００に対して正確な位置にあることをより良く保証するために使用できる。この点に関して、切削インサート２０がホルダ１５に取り付けられたら、部品２００を機械加工する前に、予め設定された基準位置Ｐ₀に対する切削インサート２０上の第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1n（例えば、Ｐ_1a、Ｐ_1b．．．Ｐ_1n）を測定し、次に予め設定された基準位置Ｐ₀に対する第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nの差を補正することを含む方法論を提示できる。

【0073】

予め設定された基準位置Ｐ₀は、機械加工対象の部品２００上の予め設定された位置Ｐ₂からの既知の間隔に関係付けるように構成される。いくつかの実施形態において、予め設定された基準点Ｐ₀は、座標系の既知の点又は「ゼロ」点に関係付けられ、切削インサート２０がホルダ１５に取り付けられたときこの周りで移動でき、ここから、部品２００上の予め設定された位置Ｐ₂も導出できる。

【0074】

第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nに関しては、図５の実施形態に示すように、第１データム面６４の１つ又は複数の第１データム点６６の位置に関係付けてもよい。

【0075】

予め設定された基準位置Ｐ₀に対する切削インサート２０上の第１データム面６４の位置Ｐ_1nが測定されたら（第１データム面６４の各位置Ｐ_1nと予め設定された基準位置Ｐ₀との間の間隔Ｓ１_n（例えば、Ｓ_1a、Ｓ_1b．．．Ｓ_1n）の計算を含むことができる）、次に、方法論は、予め設定された基準位置Ｐ₀が部品２００上の予め設定された位置Ｐ₂からの既知の間隔Ｓ₂に基づくことに留意して、第１データム面６４（したがって、各切削エッジ６０の位置）が機械加工対象の部品２００に対して正確に位置付け／離間されているか否かを計算できる。

【0076】

不正確な位置又は具体的には第１データム面６４の各位置Ｐ_1nと予め設定された基準位置Ｐ₀との間の不正確な間隔Ｓ１_n（例えば、Ｓ_1a、Ｓ_1b．．．Ｓ_1n）は、この場合、装置１０が作動されるとき部品２００に不正確な位置及び／又は向きにスプライン２０５を生成することを意味する。言い換えると、不正確な位置／間隔は、各切削エッジ６０が機械加工プロセスの出発点において部品２００に対して誤った位置及び／向きに位置することを示す。

【0077】

切削インサート上の第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nが予め設定された基準位置Ｐ₀に対して正確な間隔又は位置に在ると測定された場合、方法は、予め設定された基準位置Ｐ₀に対する第１データム面６４の少なくとも１つの位置の差の補正を要求しない。しかし、切削インサート２０上の第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nが予め設定された基準位置Ｐ₀に対して不正確であると測定された場合（例えば、切削エッジ６０及び第１データム面６４が切削インサート２０の機械加工プロセス中僅かに不正確な位置及び／又は向きに形成されたことにより）、部品２００上に誤った位置／又は向きにスプライン２０５が生成されることを防止するために、方法論は、予め設定された基準位置Ｐ₀に対して第１データム面６４の各位置Ｐ_1nを正確に離間するために、予め設定された基準位置Ｐ₀に対する第１データム面の少なくとも１つの位置Ｐ_1nの差を補正することを含むことができる。このようにして、この補正後、少なくとも１つのスプライン２０５が部品２００に機械加工されるとき、各スプライン２０５は、部品２００上で正確な位置及び向きになる。

【0078】

方法論が予め設定された基準位置Ｐ₀に対する第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nの差をどのように補正できるかについては、このような補正が、たとえば、第１データム面６４の各位置Ｐ_1nと予め設定された基準位置Ｐ₀との間の間隔Ｓ１_n（例えば、Ｓ_1a、Ｓ_1b．．．Ｓ_1n）を調節することによって、切削インサート２０上の第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nが予め設定された基準位置Ｐ₀に対して正確に離間するように部品２００に対して装置１０及び／又は切削インサート２０の位置を調節することを含むことができることが分かるであろう。

【0079】

いくつかの実施形態によれば、このように部品２００に対して装置１０（及び切削インサート２０）の位置を調節することは、装置１０及び部品２００の少なくとも一方を移動することを含むことができる。特定の実施形態において、部品２００は、所定の位置に固定できるので、予め設定された基準位置Ｐ₀に対する第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nの差を補正するための移動は、装置１０の初期位置及び／又は向きを単に変更するだけで実施できる。

【0080】

予め設定された基準位置Ｐ₀に対する第１データム面６４の少なくとも１つの位置Ｐ_1nの差の補正に関して要求される補正が実施されたら、方法は、更に、装置１０を航空部品２００に対して移動すること、航空部品２００に少なくとも１つのスプライン２０５を生成するために少なくとも切削刃５５を使用して航空部品２００から材料の第１部分を切削するために、ホルダ１５に取り付けられた切削インサート２０を備えることを含むことができる。

【0081】

したがって、上記の実施形態によれば、それぞれ正確な予め設定された間隔Ｓ₁だけ各切削エッジ６０（又はそのデータム点６８）から離間する第１データム面６４（又はそのデータム点６６）を持つ切削インサート２０を形成することによって、第１データム面６４を設けることは、より正確な位置及び向きに部品２００にスプライン２０５を生成するための上記の方法論を容易にする。

【0082】

データム面６４の形状に関しては、予め設定された基準位置Ｐ₀からの間隔Ｓ１_n（例えば、Ｓ_1a、Ｓ_1b．．．Ｓ_1n）の計測を行う際のデータム面６４として使用できる限り、必要に応じて、データム面６４は多様な形状を成すことができることが分かるであろう。この点に関して、図４及び５に示す実施例において、第１データム面６４は、切削インサート２０上の平坦外面を含むことができる。

【0083】

同様に、いくつかの実施形態によれば、第１データム面６４（又はその１つ又は複数のデータム点６６Ｐ_1A；Ｐ_1B）と予め設定された基準位置Ｐ₀との間の間隔Ｓ_1A；Ｓ_1Bを計測する際の精度を更に改良するために、第１データム面６４を研磨して、より滑らかな仕上げを与えことができる。

【0084】

いかなる疑念も避けるために、複数の切削刃５５（したがって複数の切削エッジ６０）が切削インサート２０に存在する実施形態においては、第１データム面６４と各切削エッジ６０との間のそれぞれの予め設定された間隔Ｓ₁は、切削インサート２０上の全ての切削エッジ６０について同じではなくても良いことが分かるであろう。したがって、切削インサート２０の１つの切削エッジ６０についての予め設定された間隔Ｓ₁は、切削インサート２０の別の切削エッジ６０についての予め設定された間隔Ｓ₁とは異なる場合がある。

【0085】

任意の所与の間隔Ｓ₁；Ｓ_1a；Ｓ_1b．．．Ｓ_1n；Ｓ₂をどのように計測又は測定できるかについては、装置に設置された光学手段（例えば、レーザー計測システム）又は工具（例えば、キャリパ）を使用することによってなど（但しこれらに限定されない）必要に応じて多様な方式で実施できることが分かるであろう。

【0086】

航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置について説明した。装置は、その周りで移動可能である軸方向を画定するホルダと、ホルダに取付け可能な切削インサートとを備え、装置は、更に、ホルダの軸方向に対して直交する第２方向の周りで切削インサートをホルダに取り付けるためのカップリングを備える。

【0087】

また、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置について説明した。装置はホルダとホルダに取付け可能な切削インサートとを備え、装置は更に切削インサートをホルダに取り付けるためのカップリングを備え、装置は、ホルダに対して単一向きに切削インサートを配向するための第１整列形体を備える。

【0088】

また、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための切削インサートについても説明したように、切削インサートは、少なくとも１つの切削刃を備え、各切削刃は、切削インサートの長さ方向に沿って延びる切削エッジを備え、切削インサートは、切削インサートの幅方向の周りに延びる少なくとも１つのカップリングを備え、幅方向は長さ方向に対して直交し、カップリングは、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するために切削インサートを保持しこれを移動するための装置に切削インサートを解除可能に取り付けるように構成される。

【0089】

また、ホルダを備える装置とホルダに取り付けられた切削インサートとを使用して航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する方法も開示した。切削インサートは、航空部品から材料を切削するための少なくとも１つの切削刃を備え、前記方法は、
少なくとも１つのスプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品から材料の第１部分を切削するために航空部品に対して装置を移動することと、
少なくとも１つのスプラインの縁に平縁又は面取りを生成するために、航空部品に対して装置を移動して航空部品から材料の第２部分を切削することと、
を含む。

【0090】

このような方法において、少なくとも１つのスプラインは、航空部品の内歯スプライン又は外歯スプラインであってもよい。

【0091】

このような方法において、少なくとも１つのスプラインは、航空部品の円周の周りに延びる複数のスプラインを含むことができ、少なくとも１つのスプラインを生成するために 少なくとも切削刃を使用して航空部品から材料の第１部分を切削するために航空部品に対して装置を移動することは、更に、
複数のスプラインのうち第１スプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品を切削することと、
複数のスプラインのうち第２スプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品を切削することと、
複数のスプラインのうち第３スプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品を切削することと、
を含み、
複数のスプラインのうち第３スプラインは、第１スプラインと第２スプラインとの間に位置し、第１スプライン及び第２スプラインの生成後に生成される。

【0092】

多軸切削機用のツールホルダを備えるスプライン形成装置も開示した。前記ツールホルダは、切削インサートを受け入れるために使用するように配列されたカップリングを備え、切削インサートは、所望のスプライン形状に対応する切削面形状を有する。

【0093】

本明細書においては、以下の節に示す実施形態についても説明する。

【0094】

第１項－航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置であって、装置が、軸方向を画定するホルダであってその周りでホルダが移動可能であるホルダと、ホルダに取付け可能な切削インサートと、を備え、装置が、更に、ホルダの軸方向に対して直交する第２方向の周りで切削インサートをホルダに取り付けるためのカップリングを備える、装置。

【0095】

第２項－カップリングが、第２方向に延びかつ切削インサート及びホルダの一方を貫通するスロットと、切削インサート及びホルダの他方に接続された細長部材と、を備え、細長部材が、切削インサートをホルダに取り付けるためにスロットを第２方向に通り抜け可能である、第１項に記載の装置。

【0096】

第３項－装置が、ホルダに対して単一向きに切削インサートを配向するための第１整列形体を備える、第１項又は２項に記載の装置。

【0097】

第４項－第１整列形体が、ホルダに凹部を備え、切削インサートがホルダに取り付けられるとき、切削インサートが凹部の中に配置される、第３項に記載の装置。

【0098】

第５項－第１整列形体が、ホルダに第１ショルダを備え、切削インサートがホルダに取り付けられるとき、切削インサートが第１ショルダに接して配置される、第３項又は４項に記載の装置。

【0099】

第６項－第１整列形体が、ホルダに第２ショルダを備え、切削インサートがホルダに取り付けられるとき、切削インサートが第２ショルダに接して配置され、第２ショルダが第１ショルダに対して直交する、第５項に記載の装置。

【0100】

第７項－ホルダが、ホルダから航空部品へ向かってクーラント液が通過するための複数のクーラント排出口を備え、切削インサートがカップリングを介してホルダに取り付けられたとき、切削インサートが、複数のクーラント排出口のうち第１クーラント排出口と第２クーラント排出口との間に位置する、第１～６項のいずれかに記載の装置。

【0101】

第８項－切削インサートが少なくとも１つの切削刃を備える、第１～７項のいずれかに記載の装置。

【0102】

第９項－各切削刃が、切削インサートの長さ方向に沿って延びる切削エッジを備え、第２方向が切削インサートの長さ方向に対して直交する、第８項に記載の装置。

【0103】

第１０項－少なくとも１つの切削刃が複数の切削刃を含む、第８項又は９項に記載の切削インサート。

【0104】

第１１項－ホルダが、第１軸端と、第１軸端の反対側の第２軸端とを含み、切削インサートが、ホルダに取り付けられたとき、第１軸端と第２軸端との間に位置する、第１～１０項のいずれかに記載の装置。

【0105】

第１２項－ホルダが、第１軸端から第２軸端へ向かって延びる細幅部分を備え、細幅部分におけるホルダの最大幅が第２軸端から第１軸端へ向かって減少し、切削インサートが、ホルダに取り付けられたときホルダの細幅部分に位置し、ホルダの幅方向が、ホルダの軸方向に対して直交する、第１１項に記載の装置。

【0106】

第１３項－装置が、更にホルダに取り付けられる回転部材を備え、回転部材が、第１回転軸の周りで回転可能でありかつ第１回転軸に対して平行ではない第２回転軸の周りで回転可能である、第１～１２項のいずれかに記載の装置。

【0107】

第１４項－装置が、更に、回転部材に対して単一向きにホルダを配向するために回転部材とホルダとの間に第２整列形体を備える、第１３項に記載の装置。

【0108】

第１５項－装置が、切削インサートがホルダに取り付けられたとき切削インサートを５つの移動軸の周りで移動できるように構成される、第１～１４項のいずれかに記載の装置。

【0109】

第１６項－更に、カップリングを介してホルダに取り付けられた切削インサートを備える、第１～１５項のいずれかに記載の装置。

【0110】

第１７項－航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための装置であって、装置が、ホルダと、ホルダに取付け可能な切削インサートと、を備え、装置が、更に、切削インサートをホルダに取り付けるためのカップリングを備え、ホルダが、ホルダに対して単一向きに切削インサートを配向するための第１整列形体を備える、装置。

【0111】

第１８項－装置が、更に縁取り工具を備える、第１～１７項のいずれかに記載の装置。

【0112】

第１９項－装置がスプライン加工装置である、第１～１８項のいずれかに記載の装置。

【0113】

第２０項－航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するための切削インサートであって、切削インサートが少なくとも１つの切削刃を備え、各切削刃が、切削インサートの長さ方向に沿って延びる切削エッジを備え、切削インサートが、切削インサートの幅方向の周りに延びる少なくとも１つのカップリングを備え、幅方向が長さ方向に対して直交し、カップリングが、航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工するために切削インサートを保持し移動するための装置に切削インサートを解除可能に取り付けるように構成される、切削インサート。

【0114】

第２１項－第１～１９項のいずれかに記載の装置を使用して航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する方法。

【0115】

第２２項－第２０項の切削インサートを使用して航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する方法。

【0116】

第２３項－ホルダを備える装置とホルダに取付けられた切削インサートとを使用して航空部品に少なくとも１つのスプラインを機械加工する方法であって、切削インサートが、航空部品から材料を切削するための少なくとも１つの切削刃を備え、方法が、
少なくとも１つのスプラインを生成するために少なくとも切削刃を使用して航空部品から材料の第１部分を切削するために航空部品に対して装置を移動することと、
少なくとも１つのスプラインの縁に平縁又は面取りを生成するために、航空部品に対して装置を移動して、航空部品から材料の第２部分を切削することと、
を含む。

【0117】

第２４項－少なくとも１つのスプラインが、航空部品の内歯スプラインである、第２３項に記載の方法。

【0118】

第２５項－少なくとも１つのスプラインが、航空部品の円周の周りに延びる複数のスプラインを含み、少なくとも１つのスプラインを生成するために少なくとも１つの切削刃を使用して航空部品から材料の第１部分を切削するために航空部品に対して装置を移動することが、更に、
複数のスプラインのうち第１スプラインを生成するために少なくとも１つの切削刃を使用して航空部品を切削することと、
複数のスプラインのうち第２スプラインを生成するために少なくとも１つの切削刃を使用して航空部品を切削することと、
複数のスプラインのうち第３スプラインを生成するために少なくとも１つの切削刃を使用して航空部品を切削することと、
を含み、
複数のスプラインのうち第３スプラインが第１スプラインと第２スプラインとの間に位置し、第１スプライン及び第２スプラインの生成後に生成される、第２３又は第２４に記載の方法。

【0119】

第２６項－多軸切削機用のツールホルダを備えるスプライン形成装置であって、前記ツールホルダが、使用時に切削インサートを受け入れるために配列されたカップリングを備え、切削インサートが所望のスプライン形状に対応する切削面形状を有する、装置。

【0120】

第２７項－切削インサートが、１対の隣り合うスプラインに対応する切削面形状を備える、第２６項に記載の装置。

【0121】

第２８項－多軸切削機が、５軸のコンピュータ数値制御されたフライス盤である、第２６又は２７に記載の装置。

【0122】

第２９項－第２６～２８のいずれかに記載の装置を備える多軸フライス盤。

【0123】

第３０項－第２９項に記載の多軸フライス盤を作動する方法であって、前記方法が、
（Ａ）機械加工対象の部品に1つ又は複数のスプラインを形成するためにフライス盤の軸線に沿ってツールホルダ及び切削インサートを往復させるステップと、
（Ｂ）予め設定された角度だけ多軸フライス盤に対して機械加工対象の部品を回転させるステップと、
（Ｃ）部品の周りに予め設定された数のスプラインが形成されるまで、ステップ（Ａ）及び（Ｂ）を反復するステップと、
を含む、方法。

【0124】

本明細書において説明する装置及び方法に関して、当業者には分かるように多数の修正を加えることができる。

【0125】

例えば、装置及び方法を、航空部品にスプライン（これは狭い寸法公差が要求される）を生成する際に使用するものとして説明したが、装置及び方法は、他の任意の部品及び／又はその形体を生成するために同様に使用できる。考えられる部品としては、自動車又は船舶部品又は歯車組立体に使用される部品がある。

【0126】

更に、装置１０は、上に概説した理由によりホルダ１５の軸方向Ａ１に対して直交する第２方向Ａ２の周りで切削インサート２０をホルダ１５に取り付けるためのカップリング２５を備えることが好ましいが、他の更なる概略的実施形態において、第２方向Ａ２は、軸方向Ａ１に対して直交しなくても良い。このような実施形態において、第２方向Ａ２は、軸方向Ａ１に対して任意の角度を向くか、又は他の実施形態においては、軸方向Ａ１に対して平行ではないように配向できる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A-3C】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】