Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Rohlingen für Turbinenschaufeln oder Propellerflügel, sowie Maschine zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Rohlin- gen für Turbinenschaufeln oder Propellerflügel.
Die Bearbeitung solcher Rohlinge in einer Ko- pierfräsmaschine oder in einer Kopierhobelma- schine unter Anwendung von beispielsweise hydrauli- schen Servosystemen, welche das Werkzeug in über einstimmung mit der Abtastung eines Kopiermodells durch einen Kopierstift steuern, ist bekannt.
Ferner ist bekannt, dass durch die Anwendung von mehreren Werkzeugen und die gleichzeitige Be arbeitung des Werkstückes auf beiden Seiten eine grosse Bearbeitungskapazität erreicht werden kann. Dabei lässt man zweckmässigerweise beide Werkzeu ge beide Seiten einer und derselben Stelle des Werk stücks bearbeiten, weil dadurch ein Einfedern des Werkstücks vermieden wird.
Nach der Bearbeitung durch Fräsen oder Ho beln muss das Werkstück geschliffen werden, was ent weder von Hand oder in einer besonderen Schleif- maschine geschehen kann.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, ein Verfahren zur Bearbeitung von Rohlingen zu er zielen, welches einen höheren Arbeitstakt und grös- sere Genauigkeit erlaubt als die bekannten Bearbei tungsverfahren.
Dies wird gemäss dem Verfahren nach der Erfin dung dadurch erreicht, dass zwei Rohlinge, je einer auf einer von zwei einander gegenüberstehenden, auf einer horizontalen, drehbaren Achse angebrachten Aufspannplatten aufgespannt werden, so dass die Be lastung genannter Achse ausbalanciert ist, zum Ko pierfräsen der beiden Rohlinge unter Anwendung von zwei gleichen Schablonen, welche drehbar auf die.
gleiche Weise wie die genannten Rohlinge im Verhältnis zu einer Drehachse aufgespannt sind, wo- bei zuerst der eine Rohling unter Abtastung der einen Schablone kopiergefräst wird und danach der andere Rohling unter Abtastung der anderen Scha blone kopiergefräst wird, während gleichzeitig das erste Werkstück durch Schleifen fertigbearbeitet wird, wonach das fertigbearbeitete Werkstück gegen einen dritten Rohling ausgetauscht wird, welcher somit ko piergefräst wird, während gleichzeitig das zweite Werk stück durch den genannten Schleifvorgang fertigbe arbeitet wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Ma schine zur Durchführung des neuen Verfahrens, wel che Maschine gemäss der Erfindung dadurch gekenn zeichnet ist, dass sie eine horizontale, drehbare Ach se besitzt, welche mit Aufspannplatten auf zwei ein ander gegenüberliegenden Seiten der Achse versehen ist, so dass zwei aufgespannte Werkstücke sich ge genseitig ausbalancieren können, wobei zur einen Sei te genannter Achse zwei Fräseinheiten auf Schlit- ten im Fundament der Maschine angeordnet sind, dass, im Verhältnis zur genannten Achse diametral ge genüberliegend,
zwei Schleifmaschinen zum Schleifen in Richtung gegeneinander und parallel zu genannter Achse angeordnet sind, und dass zwei gleiche Scha blonen zur Steuerung des Fräsvorganges angeord net sind, welche Schablonen drehbar im Verhältnis zu einer Drehachse aufgespannt sind, in gleicher Weise wie die auf den vorgenannten Platten auf gepspannten Werkstücke.
Ausführungsbeispiele der Erfindungen werden im folgenden näher beschrieben unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung, die in perspektivischer Dar stellung eine Bearbeitungsmaschine zeigt.
Die in der Zeichnung dargestellte Maschine ent hält eine Achse oder Nabenteil 1, der drehbar in zwei Konsolen 2 und 3 gelagert ist. Die Achse 1 wird von einem Motor 4 über ein Vorgelege 5 ange trieben, welches in der Zeichnung als einfaches Zahn radgetriebe dargestellt wurde, jedoch vorzugsweise als stufenloses Getriebe ausgelegt werden kann. Auf der Achse 1 ist eine Aufspannplatte 6 angebracht, auf der ein Rohling 7 zur Fertigung einer Kaplantur binenschaufel aufgespannt ist. Auf der diametral zur Achse 1 gegenüberliegenden- Seite befindet sich ebenfalls eine Aufspannplatte, auf der ein Schaufel rohling 8 aufgespannt ist.
Die Konsolen 2 und 3 sind in einem Fundament verankert, welches eine Grube 9 im Werkstattboden bildet. Die beiden Rohlinge 7 und 8 sind im selben Abstand voneinander angeord net, den die fertigen Schaufeln nach der Montage auf der Achse der fertigen Kaplanturbine einnehmen.
Mit 10 und 10a werden zwei Fräseinheiten be zeichnet, von denen jede aus einem Motor besteht, der ein Fräswerkzeug antreibt. Die Fräseinheit 10 wurde auf einem Querschlitten 11 montiert, welcher von einer nicht gezeigten hydraulischen Vorschub anordnung herkömmlicher Art bewegt wird. Die je weilige Lage des Querschlittens 11 wird von einem Elgon 12 registriert. Der Querschlitten 11 wurde auf einem Längsschlitten 13 montiert, welcher auf einer Bodenprismenführung 14 gelagert ist und welcher gleichfalls mit einer nicht gezeigten hydraulischen Vorschubanordnung versehen ist.
Die jeweilige La ge des Längsschlittens 13 auf der Prismenführung 14 wird mittels eines Elgons 15 registriert, welches mit einem Zahnrad 16 versehen ist, das im Eingriff mit der Zahnstange 17 steht.
Die Fräseinheit 10a ist in der entsprechenden Weise gelagert.
Auf einer Achse 18, die eine Verlängerung der Achse 1 bildet, sind zwei Kopiermodelle 19 und 20 im Verhältnis zu genannter Achse 18 diametral ein- ander gegenüberliegend angeordnet.. Eine Kopiervor richtung, welche der Abtastung der Modelle 19 und 20 dient und die als Miniatur der grossen Prismen und der Quer- und Längsschlitten der Maschine aus gebildet ist, umfasst zwei Kopierstifthalter 21 und 22;
von denen Kopierstifthalter 21 auf einem Quer schütten 23 gelagert ist, der hydraulisch gesteuert und seinerseits auf einem hydraulisch gesteuerten Längs schlitten 24 gelagert ist, der auf einer Prismenfüh rung 25 auf einer im Werkstattboden verankerten Konsole 26 angeordnet ist. Der Querschlitten 23 und der Längsschlitten 24 werden von Elgonen 27 und 28 gesteuert.
Ein Vibrationsdämpfer 29, bestehend aus einer doppeltkonischen Gummirolle 30; ist dazu vorgese hen, während des Bearbeitungsvorgangs in Kontakt mit der Kante des Schaufelrohlings gebracht zu wer den und dadurch eine einseitige Bearbeitung ohne das Risiko von Einfederungs- oder Schwingungser scheinungen zu ermöglichen. Die G<U>ummir</U>olle 30 kann durch hydraulischen Druck in Richtung auf Achse 1 bewegt werden.
Die Ziffern 31 und 32 bezeichnen zwei gegen läufig und parallel zur Achse 1 verschiebbare Schleif- maschinen. Ihre axialen Stellungen können in hier nicht gezeigter, herkömmlicher Weise mit Hilfe von Druckluftvorrichtungen geregelt werden.
Ein Einstellorgan 33 zur Einstellung der Fräs- einheiten 10 und 10a wurde auf Achse 1 angebracht. Ein ähnliches Einstellorgan 34 für die Kopierstift kalter 21 und 22 wurde auf Achse 18 angebracht.
Ziffer 35 bezeichnet eine hydraulische Pumpe, die Drucköl zu den Antriebssystemen der Fräsein- heiten und Kopierstifthalter fördert. 36 ist ein Be dienungspult, von dem aus die Arbeitsmomente der Maschine von Handgesteuert werden können.
Die dargestellte Maschine- funktioniert auf fol gende Weise: Im Anschluss an das Aufspannen der Schaufel- rohlinge 7 und 8 und der Modelle 19 und 20 werden die Fräseinheiten 10 und 10a gegen das Einstell werkzeug 33 und die Kopierstifthalter 21 und 22 ge gen das Einstellwerkzeug 34 ausgerichtet.
Sodann wird Werkstück 7 bearbeitet, indem Ach se 1 gedreht wird, bis Werkstück 7 das Fräserpaar 10 und 10a durchläuft. Die Lagen genannter Fräs einheiten werden von den Lagen der Kopierstifthalter 21 und 22 mit Hilfe eines hier nicht gezeigten, elek trohydraulischen Servosystems herkömmlicher Art gesteuert.
Der Schaufelrohling 7 ist nach dem Fräsen mit der Modellschaufel 19 konform. Während des Frä- sens des ersten Rohlings sind die Schleifeinheiten 31 und 32 ausser Funktion.
Nach Beendigung des Fräsvorgangs für Werk stück 7 wird Achse 1 um l80 gedreht und mit dem Fräsen des Rohlings 8 begonnen, wobei Modell 20 als steuerndes Organ dient. Gleichzeitig beginnen die Schleifmaschinen 31 und 32 mit dem Schleifen des gefrästen Werkstücks 7 auf die gewünschte Ober flächengute.
Nach Fertigfräsen von Werkstück 8 wird Achse 1 wiederum 180 gedreht, worauf Werkstück 7 ab montiert und durch einen neuen Rohling ersetzt wird. Während des Fräsens des neuen Rohlings wird Werk stück 8 geschliffen.
Die Maschine ist in bekannter Weise auf ver schiedene Masstäbe zwischen Werkstück und Modell einstellbar. Die beschriebene Maschine kann prinzi piell als Drehmaschine verwendet werden.
Method for the surface treatment of blanks for turbine blades or propeller blades and a machine for carrying out the method The present invention relates to a method for the surface treatment of blanks for turbine blades or propeller blades.
The processing of such blanks in a copy milling machine or in a copy planer using, for example, hydraulic servo systems which control the tool in accordance with the scanning of a copy model by a copying pen is known.
It is also known that a large machining capacity can be achieved on both sides by using several tools and simultaneously machining the workpiece. It is practical if both Werkzeu ge both sides of one and the same point of the workpiece to be machined, because this avoids deflection of the workpiece.
After processing by milling or planing, the workpiece must be ground, which can be done either by hand or in a special grinding machine.
The purpose of the present invention is to achieve a method for machining blanks which allows a higher work cycle and greater accuracy than the known machining methods.
This is achieved according to the method according to the invention in that two blanks, one each on one of two opposing clamping plates attached to a horizontal, rotatable axis, so that the load on said axis is balanced, for copier milling the both blanks using two identical templates, which can be rotated on the.
the same way as the blanks mentioned are clamped in relation to an axis of rotation, whereby first one blank is copy-milled while scanning one template and then the other blank is copy-milled while scanning the other template, while at the same time the first workpiece is finished by grinding is, after which the finished workpiece is exchanged for a third blank, which is thus piergefräs ko, while at the same time the second work piece is being processed by said grinding process.
The invention also relates to a machine for carrying out the new method, wel che machine according to the invention is characterized in that it has a horizontal, rotatable axis which is provided with clamping plates on two mutually opposite sides of the axis, so that two clamped workpieces can balance each other out, whereby on one side of the named axis two milling units are arranged on slides in the foundation of the machine that, in relation to the named axis, diametrically opposite one another,
two grinding machines are arranged for grinding in the direction of each other and parallel to said axis, and that two identical stencils for controlling the milling process are angeord net, which stencils are rotatably clamped in relation to an axis of rotation, in the same way as those on the aforementioned plates clamped workpieces.
Embodiments of the inventions are described in more detail below with reference to the accompanying drawing, which shows a machine tool in perspective Dar position.
The machine shown in the drawing ent holds an axis or hub part 1, which is rotatably mounted in two consoles 2 and 3. The axis 1 is driven by a motor 4 via a countershaft 5, which was shown in the drawing as a simple toothed wheel drive, but can preferably be designed as a continuously variable transmission. On the axis 1 a mounting plate 6 is attached, on which a blank 7 is clamped for the production of a Kaplantur bin blade. On the side diametrically opposite to the axis 1 there is also a clamping plate on which a blade blank 8 is clamped.
The consoles 2 and 3 are anchored in a foundation which forms a pit 9 in the workshop floor. The two blanks 7 and 8 are net angeord at the same distance from each other that the finished blades occupy after assembly on the axis of the finished Kaplan turbine.
With 10 and 10a two milling units are designated, each of which consists of a motor that drives a milling tool. The milling unit 10 was mounted on a cross slide 11, which is moved by a hydraulic feed arrangement, not shown, of a conventional type. The respective position of the cross slide 11 is registered by an Elgon 12. The cross slide 11 was mounted on a longitudinal slide 13 which is mounted on a floor prism guide 14 and which is also provided with a hydraulic feed arrangement (not shown).
The respective La ge of the longitudinal slide 13 on the prism guide 14 is registered by means of an Elgon 15 which is provided with a gear 16 which is in engagement with the rack 17.
The milling unit 10a is mounted in the corresponding manner.
On an axis 18, which forms an extension of axis 1, two copier models 19 and 20 are arranged diametrically opposite each other in relation to said axis 18. A copier device which is used to scan models 19 and 20 and which is a miniature the large prisms and the cross and longitudinal slide of the machine is formed from, includes two copy pen holders 21 and 22;
of which copy pen holder 21 is mounted on a cross shed 23, which is hydraulically controlled and in turn mounted on a hydraulically controlled longitudinal slide 24 which is arranged on a Prismenfüh tion 25 on a console 26 anchored in the workshop floor. The cross slide 23 and the longitudinal slide 24 are controlled by Elgonen 27 and 28.
A vibration damper 29 consisting of a double-conical rubber roller 30; is provided to be brought into contact with the edge of the blade blank during the machining process, thereby enabling one-sided machining without the risk of deflection or vibration phenomena. The G <U> ummir </U> olle 30 can be moved in the direction of axis 1 by hydraulic pressure.
The numbers 31 and 32 designate two grinding machines that can be moved in opposite directions and parallel to axis 1. Their axial positions can be regulated in a conventional manner, not shown here, with the aid of compressed air devices.
An adjusting member 33 for adjusting the milling units 10 and 10a was attached to axis 1. A similar adjustment element 34 for the copier pen cold 21 and 22 was attached to axis 18.
Numeral 35 denotes a hydraulic pump that delivers pressurized oil to the drive systems of the milling units and the copier pen holder. 36 is a control panel from which the machine's working moments can be controlled manually.
The machine shown works in the following way: After the shovel blanks 7 and 8 and the models 19 and 20 have been clamped, the milling units 10 and 10a are pressed against the adjustment tool 33 and the copy pen holders 21 and 22 against the adjustment tool 34 aligned.
Then workpiece 7 is machined by axis 1 is rotated until workpiece 7 passes through the milling cutter pair 10 and 10a. The layers of said milling units are controlled by the positions of the copier pen holder 21 and 22 with the aid of an electrohydraulic servo system of a conventional type, not shown here.
The blade blank 7 conforms to the model blade 19 after milling. During the milling of the first blank, the grinding units 31 and 32 are inoperative.
After the milling process for workpiece 7 is complete, axis 1 is rotated by 180 and milling of blank 8 is started, with model 20 serving as the controlling element. At the same time, the grinding machines 31 and 32 begin grinding the milled workpiece 7 to the desired surface quality.
After workpiece 8 has been completely milled, axis 1 is again turned 180, whereupon workpiece 7 is removed and replaced with a new blank. While the new blank is being milled, workpiece 8 is ground.
The machine can be adjusted in a known manner on different scales between workpiece and model. The machine described can in principle be used as a lathe.