CH627113A5

CH627113A5 - Grinding device for machining curved surfaces

Info

Publication number: CH627113A5
Application number: CH1364077A
Authority: CH
Inventors: Vladimir Nikolaevich Khokhulin; Andrei Nikolaevich Grachev; Valery Grigorievich Shver; Valentin Lukich Kozlov
Original assignee: Proizv Ob Turbostroenia
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1977-11-09
Publication date: 1981-12-31
Also published as: FR2370553A1; SU878510A1; FR2370553B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifeinrichtung zu Bearbeitung von gekrümmten Flächen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a grinding device for processing curved surfaces according to the preamble of claim 1.

Eine solche Schleifeinrichtung ist üblicherweise ein Bestandteil einer Werkzeugmaschine, welche zum Bearbeiten von Werkstücken dient, die gekrümmte Oberflächen mit einem komplizierten Profil aufweisen. Derartige Profilflächen findet man insbesondere bei Turbomaschinen für die Energieerzeugung und für den Antrieb von Transportmitteln. Bei solchen Maschinen weisen die Laufschaufeln, insbesondere der Dampf- und Gasturbinen, sowie der Achsialverdichter derartige Profilflächen auf. Such a grinding device is usually a component of a machine tool that is used to machine workpieces that have curved surfaces with a complicated profile. Such profile surfaces can be found in particular in turbomachinery for power generation and for driving means of transport. In such machines, the rotor blades, in particular those of the steam and gas turbines, and the axial compressor have profile surfaces of this type.

Besonders vorteilhaft kann der Gegenstand dieser Erfindung zur Vor- und Nachbearbeitung beim (dimensionslosen) Langhubhonen komplizierter Profilflächen von grossen Laufschaufeln unter Verwendung von Kopiereinrichtungen angewendet werden. The object of this invention can be used particularly advantageously for pre- and post-processing in the (dimensionless) long stroke honing of complicated profile surfaces of large rotor blades using copying devices.

Es ist eine Schleifeinrichtung solcher Art zur Bearbeitung von komplizierten Profilflächen bekannt, welche Schleifeinrichtung eine ortsfeste Grundplatte und ein mit dieser verbundenes Gehäuse aufweist, das seinerseits mit einem Antrieb in Verbindung steht, der eine gradlinige hin und her gehende Bewegung dieses Gehäuse in bezug auf die ortsfeste Grundplatte gewährleistet. Das Gehäuse weist einen Stützsitz auf, in dem mittels einer Kugelstütze die Arbeitsspindel mit dem an ihr befestigten Schleifwerkzeug angeordnet ist, wobei die Arbeitsspindel mit einem Antrieb zur Drehbewegung, der eine periodische Umlaufbewegung des Schleifwerkzeugs in bezug auf die Achse der Arbeitsspindel ermöglicht, verbunden ist. Die Arbeitsspindel ist mit einer Andrückvorrichtung zum Andrücken des Schleifwerkzeuges an die zu bearbeitende Fläche verbunden, um mit dieser Fläche ständig in Berührung zu bleiben. A grinding device of this type for processing complicated profile surfaces is known, which grinding device has a fixed base plate and a housing connected to it, which in turn is connected to a drive which makes a straightforward reciprocating movement of this housing with respect to the fixed one Base plate guaranteed. The housing has a support seat, in which the work spindle with the grinding tool attached to it is arranged by means of a ball support, the work spindle being connected to a drive for rotary movement, which enables a periodic orbital movement of the grinding tool with respect to the axis of the work spindle. The work spindle is connected to a pressing device for pressing the grinding tool onto the surface to be machined in order to remain in constant contact with this surface.

Der Hauptnachteil dieser bekannten Einrichtung ist die geringe Arbeitsleistung, insbesondere bei der Bearbeitung einer grossen zusammenhängenden Fläche, weil die Drehbewegung des Schleifwerkzeuges nur periodisch schrittweise erfolgt und dadurch die resultierende Geschwindigkeit des Schleifwerkzeuges in bezug auf die zu bearbeitende Fläche relativ niedrig ist. Ausserdem ist diese bekannte Schleifeinrichtung nur zur Nachbearbeitung geeignet, da infolge der unzureichenden Andruckkraft des Schleifwerkzeuges an die zu bearbeitende Fläche in einem Arbeitsgang jeweils nur eine geringe Schicht spanabhebend abgetragen wird. The main disadvantage of this known device is the low work output, especially when machining a large contiguous surface, because the rotary movement of the grinding tool is only periodically gradual and the resulting speed of the grinding tool is relatively low in relation to the surface to be processed. In addition, this known grinding device is only suitable for post-processing, since due to the insufficient pressing force of the grinding tool on the surface to be machined, only a small layer is removed in one operation.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleifeinrichtung für eine hohe Leistung zu entwickeln, die gleichermassen sowohl zur Vor- als auch zur Nachbearbeitung nach dem Langhubhonverfahren von gekrümmten Flächen mit kompliziertem Profil geeignet ist. Ferner soll diese Einrichtung das Abspanen einer gleichmässig dicken Metallschicht gewährleisten, wozu eine gleichmässige Schnittkraft erforderlich ist, die durch eine stabile Andruckkraft des Schleifwerkzeuges an die zu bearbeitende Fläche erzielt werden kann, wobei die Grösse dieser Andruckkraft einstellbar sein soll und die Kraft selbst in jedem Punkt der zu bearbeitenden Fläche senkrecht auf diese Fläche wirken soll. The present invention is therefore based on the object of developing a grinding device for high performance, which is equally suitable for both pre- and post-processing by the long-stroke honing of curved surfaces with a complicated profile. Furthermore, this device is intended to ensure the removal of a uniformly thick metal layer, for which purpose a uniform cutting force is required, which can be achieved by a stable pressing force of the grinding tool on the surface to be machined, the size of this pressing force being adjustable and the force itself at every point the surface to be machined should act perpendicular to this surface.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist eine Schleifeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet, To achieve the object, a grinding device of the type mentioned at the outset is characterized according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1,

Der Vorteil der erfindungsgemässen Schleifeinrichtung besteht insbesondere darin, dass das Schleifwerkzeug auch komplizierten Oberflächen mit einer einstellbaren Andruckkraft folgen kann. Infolge der gelenkigen Aufhängung des die Form eines Hohlzylinders aufweisenden Gehäuses an der Grundplatte kann das Schleifwerkzeug neben der Drehbewegung ein Hin- und Hergehen der Bewegung längs eines Bogens in bezug auf die Grundplatte ausüben, wobei die Aufbaugeometrie des zu bearbeitenden Abschnittes der gekrümmten Fläche entspricht. The advantage of the grinding device according to the invention is in particular that the grinding tool can also follow complicated surfaces with an adjustable pressure force. As a result of the articulated suspension of the housing having the shape of a hollow cylinder on the base plate, in addition to the rotary movement, the grinding tool can also perform a back and forth movement along an arc with respect to the base plate, the construction geometry of the section to be machined corresponding to the curved surface.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung nach dem Anspruch 2 ermöglicht eine Verbesserung der Übertragung der Drehbewegung von der Zwischenwelle auf die biegsame Welle durch eine Verminderung der Reibung bei gleichzeitig hin und her gehender Bewegung des Gehäuses infolge der Verwendung von Kugeln. An advantageous embodiment of the invention according to claim 2 enables an improvement in the transmission of the rotary movement from the intermediate shaft to the flexible shaft by reducing the friction while at the same time reciprocating movement of the housing due to the use of balls.

Gemäss einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes nach Anspruch 3 gewährleistet die Bauart des Stössels in Verbindung mit den, stirnseitig wirkenden Nocken ein einfaches Einstellen der Einrichtung, um optimale Schnittbedingungen According to a development of the subject matter of the invention, the design of the tappet in conjunction with the cams acting on the face side ensures simple adjustment of the device in order to achieve optimal cutting conditions

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bei der Bearbeitung zu erzielen. Es ist dabei die Möglichkeit gegeben, die Frequenz, die Geschwindigkeit und die Amplitude der hin und her gehenden Bewegung des Schleifwerkzeuges auszuwählen. to achieve in processing. It is possible to select the frequency, the speed and the amplitude of the reciprocating movement of the grinding tool.

Die Ausführungsform nach Anspruch 4 gewährleistet eine einfache und leichte Einstellung der Andruckkraft des Schleifwerkzeuges an die zu bearbeitende Fläche. The embodiment according to claim 4 ensures a simple and easy adjustment of the pressing force of the grinding tool on the surface to be machined.

Im Anspruch 5 wird eine Variante zum Anspruch 4 als eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes beansprucht, welche eine Erweiterung des Einstellbereiches der Andruckkraft des Schleifwerkzeuges und eine Erhöhung dieser Andruckkraft ermöglicht. In claim 5, a variant of claim 4 is claimed as an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, which enables an expansion of the adjustment range of the pressing force of the grinding tool and an increase in this pressing force.

Im nachfolgenden Beschreibungsteil werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: In the following description, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 eine zur Bearbeitung von gekrümmten Flächen dienende Schleifeinrichtung im Längsschnitt und Fig. 1 is used for machining curved surfaces grinding device in longitudinal section and

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1, ebenfalls im Längsschnitt. Fig. 2 shows a variant of Fig. 1, also in longitudinal section.

Die in der Fig. 1 dargestellte Schleifeinrichtung mit einem Schleifwerkzeug zur Bearbeitung von gekrümmten Flächen mit kompliziertem Profil ist zum Betrieb nach dem Langhubhon-verfahren bestimmt. Diese Schleifeinrichtung weist eine Grundplatte 1 auf, die mit einem angedeuteten Spindelkasten 2, beispielsweise einer Maschine zum.Rotationsnachformen, starr verbunden ist. Ein als Hohlzylinder ausgebildetes Gehäuse 3 ist mittels Gelenken 4 an der Grundplatte 1 aufgehängt, um eine hin und her gehende Bewegung des Gehäuses 3 entlang eines Bogens in bezug auf die Grundplatte 1 längs der Fläche des zu bearbeitenden Werkstückes 5 zu ermöglichen. Das Werkstück 5 kann beispielsweise eine Laufschaufel einer Dampf- oder Gasturbine sein. The grinding device shown in FIG. 1 with a grinding tool for processing curved surfaces with a complicated profile is intended for operation using the long-stroke honing method. This grinding device has a base plate 1, which is rigidly connected to an indicated headstock 2, for example a machine for rotary post-forming. A housing 3 designed as a hollow cylinder is suspended from the base plate 1 by means of joints 4 in order to enable a reciprocating movement of the housing 3 along an arc with respect to the base plate 1 along the surface of the workpiece 5 to be machined. The workpiece 5 can, for example, be a rotor blade of a steam or gas turbine.

Aus einer axial angeordneten Öffnung 7 im Gehäuse 3 ragt eine Lagerbuchse 8 heraus, welche in einem Stützsitz 6 innerhalb des Gehäuses 3 mittels einer Kugelfläche 12 gelenkig abgestützt ist. In einer Achsialbohrung der Lagerbuchse 8 ist mittels Kugellagern 9 eine Arbeitsspindel 10 gelagert, an derem Ende ein Schleifwerkzeug 11, beispielsweise eine Schleifscheibe, drehstarr befestigt ist. Die Kugelfläche 12 an der Lagerbuchse 8 ist zur Lagerbohrung gleichachsig angeordnet. Auf der Rückseite der Kugelfläche 12 weist die Lagerbuchse 8 eine zu ihrer Achse senkrecht angeordnete Stirnfläche 13 auf. Im Stützsitz 6 ist ein Kugelkranz 14 angeordnet, der eine Verminderung der Reibung zwischen den Oberflächen des Stützsitzes 6 und der Kugelfläche 12 ermöglicht. A bearing bush 8 protrudes from an axially arranged opening 7 in the housing 3 and is supported in an articulated manner in a support seat 6 within the housing 3 by means of a spherical surface 12. In an axial bore of the bearing bush 8, a work spindle 10 is mounted by means of ball bearings 9, at the end of which a grinding tool 11, for example a grinding wheel, is fastened in a rotationally rigid manner. The spherical surface 12 on the bearing bush 8 is arranged coaxially with the bearing bore. On the back of the spherical surface 12, the bearing bush 8 has an end surface 13 arranged perpendicular to its axis. A spherical ring 14 is arranged in the support seat 6, which enables a reduction in the friction between the surfaces of the support seat 6 and the spherical surface 12.

Die Arbeitsspindel 10 ist mittels der biegsame Welle 16 und der Zwischenwelle 17 mit der Abtriebsspindel 15 der betreffenden Werkzeugsmaschine verbunden. Eine Überwurfmutter 18 verbindet die biegsame Welle 16 mit der Arbeitsspindel 10. Eine Schlitzkupplung 19 verbindet das eine Ende der Zwischenwelle 17 mit der biegsamen Welle 16. Das andere Ende der Zwischen welle 17 ist mit der Abtriebswelle 15 verbunden. The work spindle 10 is connected by means of the flexible shaft 16 and the intermediate shaft 17 to the output spindle 15 of the machine tool in question. A union nut 18 connects the flexible shaft 16 to the work spindle 10. A slot coupling 19 connects one end of the intermediate shaft 17 to the flexible shaft 16. The other end of the intermediate shaft 17 is connected to the output shaft 15.

Eine Andruckvorrichtung zum Andrücken des Schleifwerkzeuges 11 an die zu bearbeitende Fläche des Werkstücks 5 weist eine im Gehäuse 3 angeordnete Hülse 20 mit einer ebenen Stirnfläche 21 auf, die ständig an der ebenen Stirnfläche 13 der Lagerbuchse 8 anliegt und die einen axialen Durchgang 22 zur Durchführung der biegsamen Welle 16 aufweist. Die Hülse 20 ist durch eine in ihr angeordnete zylindrische Schraubenfeder 23 gegen die Stirnfläche 13 der Lagerbuchse 8 belastet. Im Gehäuse 3 ist in axialer Richtung ein Gewinde 24 angeordnet, in welches eine Spannhülse 25 mit Aussengewinde eingesetzt ist, die eine Schulter 26 aufweist, an der sich die Schraubenfeder 23 abstützt. Die Spannhülse 25 dient zum Einstellen der Andruckkraft des Schleifwerkzeuges 11. Die biegsame Welle 16 ist durch einen in der Spannhülse 25 angeordneten axialen Durchgang 27 geführt. A pressure device for pressing the grinding tool 11 against the surface of the workpiece 5 to be machined has a sleeve 20 arranged in the housing 3 with a flat end face 21 which is constantly in contact with the flat end face 13 of the bearing bush 8 and which has an axial passage 22 for carrying out the flexible shaft 16. The sleeve 20 is loaded against the end face 13 of the bearing bush 8 by a cylindrical helical spring 23 arranged in it. In the housing 3, a thread 24 is arranged in the axial direction, in which a clamping sleeve 25 with an external thread is inserted, which has a shoulder 26 on which the coil spring 23 is supported. The clamping sleeve 25 serves to adjust the pressing force of the grinding tool 11. The flexible shaft 16 is guided through an axial passage 27 arranged in the clamping sleeve 25.

Das Gehäuse 3 ist durch einen drei stirnseitige Vorsprünge aufweisenden Nocken 28 hin und her beweglich angetrieben. In der Zeichnung sind die Vorsprünge 29 und 30 dargestellt. Der Nocken 28 ist mit der Zwischenwelle 17 drehstarr verbunden und steht mit einem als Schwinghebel dienenden Stössel 31 in Kontakt. Der Stössel 31 ist auf einem Zapfen 32 angeordnet, welcher auf einer an der Grundplatte 1 befestigten Konsole 33 angeordnet ist. An den Enden des als Schwinghebel dienenden Stössels 31 sind Rollen 34 und 35 gelagert, die sich unmittelbar auf der stirnseitigen Kontaktfläche des Nokkens 28 abwälzen und eine Verminderung der Reibung zwischen der genannten Kontaktfläche und dem Stössel 31 ermöglichen. Der Stössel 31 ist mit dem Gehäuse 3 über eine dämpfende Zugstange 36 gelenkig verbunden, die einen «Sandwich»-Aufbau aufweist und eine Mehrzahl von Stahl-und Gummiplatten besitzt, die quer zur Länge dieser Zugstange angeordnet und mit Schrauben zusammengezogen sind, wobei diese gleichzeitig als Befestigungselemente derselben am Gehäuse 3 und am Stössel 31 dienen. The housing 3 is driven to move back and forth by a cam 28 having three end projections. The projections 29 and 30 are shown in the drawing. The cam 28 is non-rotatably connected to the intermediate shaft 17 and is in contact with a plunger 31 serving as a rocker arm. The plunger 31 is arranged on a pin 32 which is arranged on a bracket 33 fastened to the base plate 1. At the ends of the plunger 31 serving as a rocker arm, rollers 34 and 35 are mounted, which roll directly on the front contact surface of the cam 28 and enable a reduction in the friction between said contact surface and the plunger 31. The plunger 31 is connected in an articulated manner to the housing 3 via a damping pull rod 36, which has a “sandwich” structure and has a plurality of steel and rubber plates which are arranged transversely to the length of this pull rod and are pulled together with screws, these at the same time serve as fastening elements of the same on the housing 3 and on the plunger 31.

Die am Ende der Zwischenwelle 17 befestigte erste Hälfte 37 der Schlitzkuppiung 19 umgreift die am benachbarten Ende der biegsamen Welle 16 befestigte zweite Kupplungshälfte 38. Auf der Innenfläche der ersten Kupplungshälfte 37 und auf der Aussenfläche der zweiten Kupplungshälfte 38 sind in gleichen Abständen voneinander, einander jeweils paarweise gegenüberliegend, Längsnuten angeordnet, welche miteinander Hohlräume 39 bilden, in denen die Drehbewegung übertragende Kugeln 40 untergebracht sind. The first half 37 of the slotted coupling 19 fastened to the end of the intermediate shaft 17 engages around the second coupling half 38 fastened to the adjacent end of the flexible shaft 16. On the inner surface of the first coupling half 37 and on the outer surface of the second coupling half 38 are equally spaced from one another arranged in pairs opposite, longitudinal grooves, which together form cavities 39 in which the rotary motion transmitting balls 40 are housed.

In der Fig. 2 ist eine Variante als Beispiel der erfindungs-gemässen Schleifeinrichtung dargestellt, bei der das Gehäuse 3 als pneumatischer Kraftzylinder ausgebildet ist und die innerhalb dieses Zylinders verschiebbar angeordnete Hülse 20 mittels Dichtungen 41 abgedichtet ist und als Kolben wirkt. Bei dieser Anordnung wirkt die Kraft der zylindrischen Schraubenfeder 42 über die Hülse 20 auf die Stirnfläche der Lagerbuchse 8. Unterstützt wird diese Kraft durch Druckluft, welche über ein Reduzierventil 44 und einen Anschlussstutzen 43 in das als Zylinder ausgebildete Gehäuse 3 eingelassen wird und welche dabei auf die als Kolben ausgebildete Hülse 20 wirkt. Das an ein nicht dargestelltes Druckluftnetz angeschlossene Reduzierventil 44 dient dabei als pneumatischer Regler, an welchem die durch die Schleifscheibe 11 auf das Werkstück 5 ausgeübte Kraft einstellbar ist. Reduzierventile dieser Art sind ausreichend bekannt und in der Fachliteratur ausführlich beschrieben, weshalb dieses in der Zeichnung nur schematisch dargestellt ist. FIG. 2 shows a variant as an example of the grinding device according to the invention, in which the housing 3 is designed as a pneumatic power cylinder and the sleeve 20, which is displaceably arranged within this cylinder, is sealed by means of seals 41 and acts as a piston. In this arrangement, the force of the cylindrical helical spring 42 acts on the end face of the bearing bush 8 via the sleeve 20. This force is supported by compressed air, which is admitted into the housing 3, which is designed as a cylinder, via a reducing valve 44 and a connecting piece 43, and which thereby acts on the sleeve 20 designed as a piston acts. The reducing valve 44 connected to a compressed air network (not shown) serves as a pneumatic controller on which the force exerted on the workpiece 5 by the grinding wheel 11 can be adjusted. Reducing valves of this type are well known and are described in detail in the specialist literature, which is why this is only shown schematically in the drawing.

Die dargestellte Schleifeinrichtung arbeitet folgendermas-sen: The grinding device shown works as follows:

Vor dem Beginn der Bearbeitung wird die Kraft eingestellt, mit der das Schleifwerkzeug 11 gegen das Werkstück 5 gedrückt werden soll. Zu diesem Zweck wird das Schleifwerkzeug 11 mittels der entsprechenden Mechanik der vorstehend erwähnten Werkzeugmaschine an die der Bearbeitung unterliegende Fläche des Werkstückes 5 herangeführt, so dass das Schleifwerkzeug 11 elastisch auf dem Werkstück aufliegt. Die Grösse der Andruckkraft des Schleifwerkzeuges 11 wird im Ausführungsbeispiel der Schleifeinrichtung nach der Fig. 1 in Abhängigkeit von den Bearbeitungsbedingungen und dem zu bearbeitenden Werkstoff eingestellt, indem durch Verstellen der Spannhülse 25 diejenige Kraft bestimmt wird, mit welcher die Feder 23 über die Stirnfläche 21 der Hülse 20 auf die Stirnfläche 13 der Lagerbuchse 8 einwirkt. Before the start of machining, the force with which the grinding tool 11 is to be pressed against the workpiece 5 is set. For this purpose, the grinding tool 11 is brought to the surface of the workpiece 5 which is subject to processing by means of the corresponding mechanics of the machine tool mentioned above, so that the grinding tool 11 rests elastically on the workpiece. The size of the pressing force of the grinding tool 11 is set in the exemplary embodiment of the grinding device according to FIG. 1 as a function of the machining conditions and the material to be machined, by adjusting the clamping sleeve 25 to determine the force with which the spring 23 over the end face 21 of the Sleeve 20 acts on the end face 13 of the bearing bush 8.

Die das Schleifwerkzeug 11 tragende Arbeitsspindel 10 wird durch die Abtriebsspindel 15 der Maschine über die Zwischenwelle 17, die Schlitzkupplung 19 und die biegsame Welle 16 angetrieben. Die stirnseitigen Vorsprünge 29 und 30 des Nockens 28 wirken durch die Drehbewegung der Zwischenwelle 17 abwechselnd auf das obere und das untere Ende des The work spindle 10 carrying the grinding tool 11 is driven by the output spindle 15 of the machine via the intermediate shaft 17, the slot coupling 19 and the flexible shaft 16. The end projections 29 and 30 of the cam 28 act alternately on the upper and the lower end of the by the rotational movement of the intermediate shaft 17

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als Schwinghebel dienenden Stössels 31. Dabei vollführt das über die dämpfende Zugstange 36 mit dem Schwinghebel 31 verbundene Gehäuse 3 in bezug auf die Grundplatte 1 eine hin und her gehende Bewegung und infolge der Verbindung des Gehäuses 3 mit der Grundplatte 1 über die Gelenke 4 verläuft diese Bewegung längs eines Bogens, dessen Halbmesser durch den Abstand zwischen den Achsen der Gelenke 4 bestimmt ist. Die dämpfende Zugstange 36 gewährleistet eine Dämpfung der harten Stösse der durch den Stössel 32 übertragenen hin und her gehenden Bewegungen und wirkt ausgleichend auf die dem Gehäuse anhaftende Trägheit. serving as a rocker arm plunger 31. The housing 3 connected to the rocker arm 31 via the damping tie rod 36 executes a back and forth movement with respect to the base plate 1 and due to the connection of the housing 3 to the base plate 1 via the joints 4, this runs Movement along an arc, the radius of which is determined by the distance between the axes of the joints 4. The damping pull rod 36 ensures damping of the hard impacts of the back and forth movements transmitted by the plunger 32 and has a compensating effect on the inertia adhering to the housing.

Als Ergebnis eines solchen Antriebes führt das Schleifwerkzeug 11 eine von mehreren Bewegungskomponenten abhängige Bewegung auf der zu bearbeitenden Fläche des Werkstückes 5 aus. Diese Bewegungen setzen sich zusammen aus einer Drehbewegung und einer gleichzeitig hin und her gehenden Bewegung längs eines Bogens, welcher der Geometrie des Abschnittes der zu bearbeitenden gekrümmten Fläche entspricht. Das die Bestandteile 6 und 12 aufweisende Kugelgelenk gewährleistet dabei, dass das Schleifwerkzeug 11 mit einer stabilen Andruckkraft auf das Werkstück 5 wirkt, die in jedem Punkt der zu bearbeitenden Fläche senkrecht zu dieser Fläche gerichtet ist. Falls erforderlich, kann die Andruckkraft durch Drehen der Spannhülse 25 in der Gewindebohrung .24 verändert werden. As a result of such a drive, the grinding tool 11 executes a movement dependent on a plurality of movement components on the surface of the workpiece 5 to be machined. These movements are composed of a rotary movement and a simultaneous reciprocating movement along an arc, which corresponds to the geometry of the section of the curved surface to be machined. The ball joint comprising the components 6 and 12 ensures that the grinding tool 11 acts on the workpiece 5 with a stable pressing force which is directed perpendicular to this surface at each point of the surface to be machined. If necessary, the pressure force can be changed by turning the clamping sleeve 25 in the threaded hole .24.

Die Wirkung der in der Fig. 2 dargestellten Variante der Schleifeinrichtung unterscheidet sich von der Wirkung des in der Fig. 1 dargestellten Grundbeispieles prinzipiell nur dadurch, dass die Andruckkraft des Schleifwerkzeuges 11 an die zu bearbeitende Fläche des Werkstückes 5 nicht nur von der Kraft der Feder 42, sondern zusätzlich von dem am Reduzierventil 44 eingestellten Luftdruck abhängig ist. Dabei kann die Andruckkraft des Schleifwerkzeuges 11 gegenüber der Kraft der Feder 42 erhöht und in vorgegebenen Grenzen leicht eingestellt werden. The effect of the variant of the grinding device shown in FIG. 2 differs from the effect of the basic example shown in FIG. 1 only in that the pressing force of the grinding tool 11 on the surface of the workpiece 5 to be machined does not only differ from the force of the spring 42, but also depends on the air pressure set on the reducing valve 44. The pressing force of the grinding tool 11 can be increased compared to the force of the spring 42 and can be easily adjusted within predetermined limits.

Auf diese Weise lassen sich mit der erfindungsgemässen Schleifeinrichtung optimale Schnittbedingungen für das Schleifwerkzeug 11 bei der Bearbeitung von Rächen mit kompliziertem Profil nach dem Langhubhonverfahren folgender-massen gewährleisten: In this way, the cutting device according to the invention ensures optimal cutting conditions for the grinding tool 11 when machining surfaces with a complicated profile using the long-stroke honing method as follows:

— Umfangsgeschwindigkeit bei der Drehbewegung des Schleifwerkzeuges 11 durch die Drehzahlauswahl der Abtriebsspindel 15 der entsprechenden Werkzeugmaschine, Circumferential speed during the rotary movement of the grinding tool 11 by the speed selection of the output spindle 15 of the corresponding machine tool,

— Parameter der hin und her gehenden Bewegung des Schleifwerkzeuges 11, und zwar die Amplitude und Frequenz durch die Auswahl des Profils des stirnseitig wirkenden Nockens 28, wobei die Anzahl der hin und her gehenden Hübe des Werkzeuges durch die Anzahl der Vorsprünge auf diesen Nocken bestimmt wird, wobei diese Anzahl einer ungraden Zahl entsprechen soll, - Parameters of the reciprocating movement of the grinding tool 11, namely the amplitude and frequency by the selection of the profile of the front-acting cam 28, the number of reciprocating strokes of the tool being determined by the number of projections on these cams , which number should be an odd number,

— Kontakt des Schleifwerkzeuges 11 mit der zu bearbeitenden Fläche des Werkstückes 5 durch die Bewegung der Kopiereinrichtung der Werkzeugmaschine, Contact of the grinding tool 11 with the surface of the workpiece 5 to be machined by the movement of the copying device of the machine tool,

— Stabile Schnittkraft des Schleifwerkzeuges 11 durch die s gleichmässige, mittels der Andruckvorrichtung aufgebrachte Andruckkraft des Schleifwerkzeuges in jedem Kontaktpunkt mit der zu bearbeitenden Fläche. - Stable cutting force of the grinding tool 11 due to the uniform pressure force exerted by the pressing device of the grinding tool at each contact point with the surface to be machined.

Die resultierende Arbeitsgeschwindigkeit der Bewegung des Schleifwerkzeuges 11 in bezug auf die zu bearbeitende io Fläche des Werkstückes 5 beträgt etwa 1 m/Sek. Die Dicke der mit jedem Schnitt des Schleifwerkzeuges 11 abgeschliffenen Metallschicht kann in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Werkstoff, der Art des Schleifmittels, der Schnittgeschwindigkeit und der wirksamen Andruckkraft im Bereich 15 von 0,01 bis 0,05 mm zur Nachbearbeitung und bis zu 0,4 mm bei der Vorbearbeitung mittels Langhubhonen gewählt werden. The resulting working speed of the movement of the grinding tool 11 in relation to the io surface of the workpiece 5 to be machined is approximately 1 m / sec. Depending on the material to be processed, the type of abrasive, the cutting speed and the effective contact pressure, the thickness of the metal layer ground down with each cut of the grinding tool 11 can range from 0.01 to 0.05 mm for finishing and up to 0. 4 mm can be selected during the pre-processing using long-stroke honing.

Die Schleifeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung bietet somit folgende Vorteile: The grinding device according to the present invention thus offers the following advantages:

20 — Die Handarbeit bei der Bearbeitung von gekrümmten Flächen grosser Laufschaufeln von Turbomaschinen und Ach-sialverdichtern kann in einem erheblichen Mass reduziert werden. Eine solche Bearbeitung lässt sich weitgehend mechanisieren und automatisieren, wodurch eine Herabsetzung 25 des Arbeitsaufwandes bei der Bearbeitung in kürzerer Zeit ermöglich wird. 20 - The manual work in the processing of curved surfaces of large rotor blades of turbomachinery and axial compressors can be reduced to a considerable extent. Such processing can be largely mechanized and automated, which enables a reduction in the amount of work involved in processing in a shorter time.

— Durch die Einstellmöglichkeit der Andruckkraft des spanenden Schleifwerkzeuges an die zu bearbeitende Fläche lassen sich komplizierte Profile mittels Langhubhonen vor- - By adjusting the contact pressure of the cutting grinding tool on the surface to be machined, complicated profiles can be prepared using long-stroke honing.

30 und nachbearbeiten. 30 and rework.

— Flächen mit kompliziertem Profil lassen sich durch Langhubhonen bei niedriger Temperatur vor- und nachbearbeiten, was insbesondere bei der Bearbeitung von Erzeugnissen aus Titanlegierungen von Bedeutung ist, weil solche Legierun- - Surfaces with a complex profile can be pre-machined and reworked by long-stroke honing at low temperature, which is particularly important when machining products made of titanium alloys, because such alloys

35 gen zum Anbrennen neigen und das Risiko dazu durch die beim Schleifen entstehenden hohen Kontakttemperaturen besonders gross ist. 35 tend to burn and the risk is particularly high due to the high contact temperatures that occur during grinding.

— Der Einfluss des Verzugs, d.h. der bei der Bearbeitung von Laufschaufeln von Turbinen plötzlich auftretenden Verzer- - The influence of the delay, i.e. the sudden distortion that occurs during the machining of turbine blades

40 rungen der Geometrie der zu bearbeitenden Flächen, bezogen auf die Flächenrauhigkeit der bearbeiteten Schaufeln, lässt sieht durch eine geringe Änderung der Andruckkraft des Schleifwerkzeuges in den Grenzen der Verzugsgrössen in einer Grössenordnung von 2—3 mm vermindern. 45 — Durch ein Netz von sich kreuzenden Spuren des Schleifwerkzeuges auf der zu bearbeitenden Fläche infolge der komplizierten Arbeitsbewegung des Werkzeuges lässt sich eine gleichmässige Verteilung der Restspannungen an der bearbeiteten Räche des Werkstückes gewährleisten und die so «Verfettung» der Schleifscheibe wesentlich herabsetzen. 40 changes in the geometry of the surfaces to be machined, based on the surface roughness of the machined blades, can be reduced by a small change in the pressing force of the grinding tool within the limits of the warpage in an order of magnitude of 2-3 mm. 45 - A network of intersecting traces of the grinding tool on the surface to be machined due to the complicated working movement of the tool ensures an even distribution of the residual stresses on the machined surface of the workpiece and thus significantly reduces the "greasing" of the grinding wheel.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Grinding device for machining curved surfaces, with a housing (3) which is movably arranged to and fro by a drive (15, 17, 28) on a base plate (1) and in which a work spindle (6, 12) 10) is pivotally mounted, which carries a grinding tool (11) which can be pressed onto the surface to be machined, characterized in that a bearing bush is mounted in the housing (3) which is suspended from the base plate (1) by means of joints (4) and has the shape of a hollow cylinder (8) is arranged for mounting the work spindle (10), the ball joint having a spherical surface (12) arranged on the bearing bush (8) coaxially with it, on the rear side of which an end surface (13) is arranged perpendicular to the bearing axis; that the work spindle (10) can be driven via a flexible shaft (16) and an intermediate shaft (17) connected to it by a slot coupling (19), that a sleeve (20) with its end face (21) on the rear end face (13) the bearing bush (8) can be pressed on with an adjustable force and the sleeve (20) having an axial passage (22) for the flexible shaft (16) is arranged in the housing (3) and is prestressed in the pressing direction by means of a spring (23, 42); and that an axially acting cam (28) is fastened to the intermediate shaft (17) in a rotationally rigid manner and cooperates with a plunger (31) connected to the housing (3).

2. Grinding device according to claim 1, characterized in that the first coupling half (37) of the slot coupling (19) at the end of the intermediate shaft (17) and the second coupling half (38) at the end of the flexible shaft (16) is fastened, both coupling halves (37, 38) have mutually opposite longitudinal grooves in which the two coupling halves connecting balls (40) are arranged.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Grinding device according to claim 1 or 2, characterized in that the plunger (31), which is designed as a rocker arm, is arranged on a bracket (33) attached to the base plate (1) and by means of a pull rod (36) acting as an attenuator. is connected to the housing (3).

4. Grinding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for adjusting the pressing force in a threaded bore (24) in the housing (3) inserted clamping sleeve (25) is provided, on which the spring (23) is supported and which has an axial passage (27) for the flexible shaft (16).

5. Grinding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the setting of the pressing force, a reducing valve (44) is present, which is connected by means of a connecting piece (43) to the interior of the housing (3) in order to medium fed via the reducing valve (44) to move the sleeve (20) within the housing (3) like a piston.