CH664317A5 - METHOD AND DEVICE FOR RELEASING CASTING BLOCKS OF WORKPIECES. - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR RELEASING CASTING BLOCKS OF WORKPIECES. Download PDF

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CH664317A5
CH664317A5 CH3188/84A CH318884A CH664317A5 CH 664317 A5 CH664317 A5 CH 664317A5 CH 3188/84 A CH3188/84 A CH 3188/84A CH 318884 A CH318884 A CH 318884A CH 664317 A5 CH664317 A5 CH 664317A5
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CH
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clamping block
workpiece
clamping
cooled
embrittlement temperature
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CH3188/84A
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Ulrich Wendt
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Hauni Werke Koerber & Co Kg
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Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen von Werkstücken aus gegossenen oder gespritzten Spannblökken, in welche sie zur belastungsfreien Halterung während ihrer Bearbeitung auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere auf einer Schleifmaschine, teilweise eingebettet sind, derart, dass Werkstück und Spannblock jeweils eine Spanneinheit bilden, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des Spannblockmaterials grösser ist als der des Werkstückmaterials. The invention relates to a method for releasing workpieces from cast or injection-molded clamping blocks, in which they are partially embedded for load-free mounting during their processing on a machine tool, in particular on a grinding machine, such that the workpiece and clamping block each form a clamping unit, the thermal expansion coefficient of the clamping block material is greater than that of the workpiece material.

Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung zum Lösen von Werkstücken aus gegossenen oder gespritzten Spannblöcken, in welche die Werkstücke zur belastungsfreien Halterung während ihrer Bearbeitung auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine, teilweise eingebettet sind, derart, dass Werkstück und Spannblock eine Spanneinheit bilden, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des Spannblockmaterials grösser ist als der des Werkstückmaterials. The invention also relates to a device for releasing workpieces from cast or injection-molded clamping blocks, in which the workpieces are partially embedded for stress-free mounting during processing on a machine tool, in particular a grinding machine, in such a way that the workpiece and clamping block form a clamping unit, the thermal expansion coefficient of the clamping block material is greater than that of the workpiece material.

Um mechanische Belastungen und damit verbundene Verformungen während der Bearbeitung von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen, insbesondere von zu schleifenden Werkstücken auf Schleifmaschinen nach Möglichkeit zu vermeiden, ist es bekannt, die Werkstücke in Spannblöcke ein-zugiessen, die als Hilfsmittel beim Aufspannen und Positionieren der Werkstücke dienen und die Werkstücke während der Bearbeitung weitgehend belastungsfrei halten. Der Spannblock und das in den Spannblock zur Bearbeitung eingegossene Werkstück bilden zusammen eine Einheit, die hier als Spanneinheit bezeichnet wird. Zur Herstellung dieser Spanneinheit wird das Werkstück in eine Gussform eingelegt, die dann mit dem Material des Spannblocks ausgegossen wird. Das Material des Spannblocks ist so gewählt, dass sein thermischer Ausdehnungskoeffizient grösser ist als der des Werkstückmaterials. Beim Abkühlen des zunächst flüssigen Spannblockmaterials in der Gussform schrumpft der Spannblock also auf das Werkstück auf, so dass dieses im Spannblock ohne Spiel fest gehalten wird. Die zu bearbeitenden Flächen des Werkstücks liegen dabei ausserhalb des Spannblocks. Als typisches Beispiel, das auf diese Weise für die Bearbeitung in einer Schleifmaschine vorbereitet wird, sei hier eine Turbinenschaufel genannt. Als Material für die Turbinenschaufel kommen Nickelbasislegierungen in Betracht, die die hohen Anforderungen an das Turbinenschau-felmaterial erfüllen. Als Material für die Herstellung des die Turbinenschaufel haltenden Spannblocks haben sich Zinkoder Zinklegierungen bewährt, deren thermische Ausdehnungskoeffizienten grösser sind als die der für die Herstellung der Turbinenschaufeln verwendeten Nickelbasislegierungen, so dass der Spannblock beim Abkühlen von der Giesstemperatur auf Zimmertemperatur fest auf die Turbinenschaufel aufschrumpft. In order to avoid mechanical loads and the associated deformations when machining workpieces on machine tools, in particular workpieces to be ground on grinding machines, it is known to cast the workpieces into clamping blocks, which serve as aids in clamping and positioning the workpieces and keep the workpieces largely free of stress during machining. The clamping block and the workpiece cast into the clamping block for processing together form a unit, which is referred to here as a clamping unit. To manufacture this clamping unit, the workpiece is placed in a mold, which is then poured out with the material of the clamping block. The material of the clamping block is selected so that its coefficient of thermal expansion is greater than that of the workpiece material. When the initially liquid clamping block material in the casting mold cools down, the clamping block shrinks onto the workpiece so that it is held firmly in the clamping block without play. The surfaces of the workpiece to be machined are outside the clamping block. A turbine blade is a typical example that is prepared in this way for machining in a grinding machine. Nickel-base alloys that meet the high requirements for the turbine blade material are considered as the material for the turbine blade. Zinc or zinc alloys whose thermal expansion coefficients are greater than that of the nickel-base alloys used for the production of the turbine blades have proven to be suitable as material for the production of the clamping block, so that the clamping block shrinks firmly onto the turbine blade when it cools from the casting temperature to room temperature.

Besondere Probleme bietet das Entfernen des Spannblocks vom Werkstück. Hierzu ist es aus der DE-AS 2 822 828 bekannt, dem Spannblock eine Form zu geben, die es erlaubt, ihn entlang besonderer Sollbruchstellen auseinanderzubrechen. Hierzu ist an vorgegebenen Stellen des Spann2 Removing the clamping block from the workpiece poses particular problems. For this purpose, it is known from DE-AS 2 822 828 to give the clamping block a shape which allows it to break apart along special predetermined breaking points. This is done at specified points of the Spann2

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blocks eine mechanische Belastung anzusetzen, unter welcher der Spannblock auseinanderbricht. Der Nachteil dieses Vorgehens besteht darin, dass die mechanische Belastung nicht auf den Spannblock beschränkt werden kann, so dass nicht auszuschliessen ist, dass auch das im Spannblock enthaltene Werkstück belastet und unter Umständen in schädlicher Weise verformt wird. Insbesondere bei hochempfindlichen Werkstücken, wie Turbinenschaufeln, können derartige Verformungen schnell zu Ausschuss führen, auch wenn sie nur im tausendstel Millimeterbereich liegen. Ausserdem kann durch den zum Auseinanderbrechen des Spannblocks erforderlichen Druck und durch die beim Auseinanderbrechen auftretende Relativbewegung Material des Spannblocks auf das Werkstück aufgeschmiert werden, was eine Nachreinigung bzw. eine zusätzliche Bearbeitung des Werkstücks erforderlich macht. blocks to apply a mechanical load under which the clamping block breaks apart. The disadvantage of this procedure is that the mechanical load cannot be limited to the clamping block, so that it cannot be ruled out that the workpiece contained in the clamping block is also loaded and, under certain circumstances, deformed in a harmful manner. Such deformations can quickly lead to rejects, particularly in the case of highly sensitive workpieces such as turbine blades, even if they are only in the thousandth of a millimeter range. In addition, the pressure required to break the clamping block apart and the relative movement occurring during the breaking apart can be used to smear material of the clamping block onto the workpiece, which necessitates subsequent cleaning or additional machining of the workpiece.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die es ermöglichen, Werkstücke rückstandsfrei und ohne die Werkstücke verformende mechanische Belastungen von den Spannblöcken zu lösen, in welche sie für die Bearbeitung eingegossen sind. The present invention is therefore based on the object of specifying a method and a device of the type described at the outset which enable workpieces to be released from the clamping blocks into which they are cast for machining without residue and without mechanical stresses deforming the workpieces.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch, dass der Spannblock aus einem bei einer materialcharakteristischen Temperatur versprödenden Material hergestellt wird, dass die Spanneinheit nach der Bearbeitung des Werkstücks mindestens bis zu dieser Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials abgekühlt wird und dass der Spannblock durch Nutzung der bei der Abkühlung infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Spannblock und Werkstück auftretenden inneren Spannungen von dem Werkstück abgesprengt wird. Da der Spannblock bei der Abkühlung der Spanneinheit auf die Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials stärker schrumpft als das Werkstück, entstehen im Spannblock hohe innere mechanische Spannungen, die zum Absprengen des Spannblocks vom Werkstück führen können. Für den Fall, dass die entstehenden inneren mechanischen Spannungen zum Absprengen des Spannblocks vom Werkstück noch nicht ausreichen, ist gemäss der Erfindung weiter vorgesehen, dass der mindestens auf seine Versprödungstemperatur abgekühlte Spannblock von aussen mechanisch beaufschlagt wird, um das Absprengen vom Werkstück zu initiieren. Hierzu genügt es, den auf seine Versprödungstemperatur abgekühlten Spannblock impulsartig anzuschlagen oder anzu-stossen. Es ist auch möglich, lediglich die Oberfläche des auf seine Versprödungstemperatur abgekühlten Spannblocks anzuritzen, um das Absprengen des Spannblocks vom Werkstück zu initiieren. Wenn das Abkühlen der Spanneinheit auf die Versprödungstemperatur des Spannblocks zum Absprengen des Spannblocks vom Werkstück also nicht ausreicht, genügt es, den auf seine Versprödungstemperatur abgekühlten Spannblock von aussen leicht mechanisch zu beaufschlagen, um das Absprengen zu bewirken. Das Werkstück kann dann ohne Nachbearbeitung weiterverarbeitet oder entsprechend seinem Zweck eingesetzt werden. Der Spannblock wird durch das Absprengen bei tiefen Temperaturen rückstandsfrei vom Werkstück getrennt. Eine mechanische Belastung, die zu einer Verformung des Werkstücks führen könnte, tritt dabei nicht auf, weil die Schrumpfung des Spannblocks bei der Abkühlung auf seine Versprödungstemperatur eine allseitige Druckerhöhung am Werkstück bewirkt. This object is achieved according to the invention in that the clamping block is produced from a material that is embrittled at a material-characteristic temperature, that the clamping unit is cooled after the machining of the workpiece at least up to this embrittlement temperature of the clamping block material and that the clamping block is used by cooling due to the different thermal expansion coefficients of the clamping block and the workpiece internal stresses are blasted off the workpiece. Since the clamping block shrinks more than the workpiece when the clamping unit cools down to the embrittlement temperature of the clamping block material, high internal mechanical stresses occur in the clamping block, which can lead to the clamping block breaking off the workpiece. In the event that the resulting internal mechanical stresses are not yet sufficient to detach the clamping block from the workpiece, the invention further provides that the clamping block, which has cooled to its embrittlement temperature at least, is mechanically acted upon from the outside in order to initiate detachment from the workpiece. To do this, it is sufficient to pulse or push the clamping block which has cooled to its embrittlement temperature. It is also possible to scratch only the surface of the clamping block, which has cooled to its embrittlement temperature, in order to initiate the breaking off of the clamping block from the workpiece. If the cooling of the clamping unit to the embrittlement temperature of the clamping block is not sufficient to detach the clamping block from the workpiece, it is sufficient to apply mechanical stress to the clamping block, which has cooled to its embrittlement temperature, from the outside in order to cause the detachment. The workpiece can then be further processed without post-processing or used according to its purpose. The clamping block is separated from the workpiece without residue by being blown off at low temperatures. A mechanical load that could lead to a deformation of the workpiece does not occur because the shrinkage of the clamping block causes an all-round pressure increase on the workpiece when it cools down to its embrittlement temperature.

Als Material für die Herstellung des Spannblocks werden Zink oder Zinklegierungen bevorzugt, es sind aber auch andere Legierungen, z.B. auf der Basis von Blei, Antimon oder Zinn, denkbar, die bei tiefen Temperaturen verspröden und deren thermischer Ausdehnungskoeffizient grösser ist als der Zinc or zinc alloys are preferred as the material for the manufacture of the clamping block, but other alloys, e.g. based on lead, antimony or tin, which become brittle at low temperatures and whose coefficient of thermal expansion is greater than that

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des Werkstückmaterials. Handelt es sich bei den Werkstük-ken um Turbinenschaufeln, so bestehen diese aus Nickel bzw. Nickel-Basis-Legierungen, die auch bei tiefen Temperaturen nicht verspröden, so dass sie nach der Tieftemperaturbehandlung der Spanneinheiten unversehrt der Kühleinrichtung entnommen werden können. of the workpiece material. If the workpieces are turbine blades, they are made of nickel or nickel-based alloys, which do not become brittle even at low temperatures, so that they can be removed from the cooling device intact after the cryogenic treatment of the clamping units.

Vorzugsweise werden die Spanneinheiten nach der Bearbeitung der Werkstücke auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs abgekühlt. The clamping units are preferably cooled to the temperature of the liquid nitrogen after the machining of the workpieces.

Das Verfahren nach der Erfindung kann vollautomatisch ablaufen. Hierzu ist vorgesehen, dass aufeinanderfolgende Spanneinheiten nach der Werkstückbearbeitung selbsttätig nacheinander aus der Werkzeugmaschine in eine Kühleinrichtung gefördert werden, wo sie zum Absprengen des Spannblocks mindestens auf die Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials abgekühlt werden und dass die Werkstücke nach dem Absprengen des Spannblocks zur Weiterbearbeitung oder Weiterverarbeitung abgefördert werden. The method according to the invention can run fully automatically. For this purpose, it is provided that successive clamping units are automatically conveyed one after the other from the machine tool into a cooling device, where they are cooled down to detach the clamping block to at least the embrittlement temperature of the clamping block material and that the workpieces are removed for further processing or further processing after the clamping block has been detached .

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungs-gemäss dadurch gelöst, dass der Werzeugmaschine eine Kühleinrichtung und Fördermittel zugeordnet sind, welche die Spanneinheiten nach der Werkstückbearbeitung in der Werkzeugmaschine erfassen, sie in die Kühleinrichtung transportieren und nach dem Abkühlen wenigstens auf die Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials das Werkstück aus der Kühleinrichtung herausfördern. Für den Fall, dass die Materialien des Spannblocks und des Werkstücks so gewählt sind, dass die bei der Abkühlung auftretenden inneren Spannungen für das Absprengen des Spannblocks vom Werkstück ausreichen, wird der Spannblock in der Regel schon in der Kühleinrichtung abgesprengt werden. In diesem Fall wird das vom Spannblock befreite Werkstück allein aus der Kühleinrichtung herausgefördert. Die abgesprengten Spannblockteile werden der Kühleinrichtung getrennt entnommen und können gegebenenfalls einer Wiederverwendung zugeführt werden. The object on which the invention is based is achieved according to the invention in a device of the type described at the outset in that the machine tool is assigned a cooling device and conveying means which capture the clamping units after machining the workpiece in the machine tool, transport them into the cooling device and at least after cooling convey the workpiece out of the cooling device to the embrittlement temperature of the clamping block material. In the event that the materials of the clamping block and the workpiece are selected so that the internal stresses that occur during cooling are sufficient for the clamping block to detach from the workpiece, the clamping block will usually be blasted off in the cooling device. In this case, the workpiece freed from the clamping block is conveyed out of the cooling device alone. The blasted clamping block parts are removed from the cooling device separately and can be reused if necessary.

Es kann vorkommen, dass die bei der Abkühlung erzeugten inneren Spannungen in den Spannblöcken zum selbsttätigen Absprengen vom Werkstück nicht ausreichen. Für diesen Fall sieht die Erfindung vor, dass in oder stromab der Kühleinrichtung ein Anschlagmittel zur mechanischen Beaufschlagung des auf seine Versprödungstemperatur abgekühlten Spannblocks vorgesehen ist. Dieses Anschlagmittel kann als ein in die Förderbahn der abgekühlten Spanneinheiten bewegbares Schlagwerkzeug ausgebildet sein. Es kann auch als eine in die Förderbahn der abgekühlten Spanneinheiten ragende Anschlagkante ausgebildet sein, so dass die aus der Kühleinrichtung herausgeförderten Spanneinheiten gegen die Anschlagkante stossen, was das Absprengen der Spannblöcke von den Werkstücken zur Folge hat. Schliesslich kann als Anschlagmittel auch ein die Oberfläche der abgekühlten Spanneinheiten anritzend ausgeführtes Werkzeug vorgesehen sein. Als Kühleinrichtung ist in erster Linie ein mit flüssigem Stickstoff gefülltes Kältebad vorgesehen. It can happen that the internal stresses generated in the cooling blocks in the clamping blocks are not sufficient to automatically detach from the workpiece. In this case, the invention provides that a stop means is provided in or downstream of the cooling device for the mechanical loading of the clamping block which has cooled to its embrittlement temperature. This stop means can be designed as a striking tool that can be moved into the conveyor path of the cooled clamping units. It can also be designed as a stop edge projecting into the conveyor path of the cooled clamping units, so that the clamping units conveyed out of the cooling device abut against the stop edge, which results in the clamping blocks being blown off the workpieces. Finally, a tool designed to scratch the surface of the cooled clamping units can also be provided. A cooling bath filled with liquid nitrogen is primarily provided as the cooling device.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass die Spannblöcke belastungsfrei von den Werkstücken abgetrennt werden können. Verformungen der Werkstücke während des Absprengens der Spannblöcke sind nicht zu befürchten. Darüber hinaus geschieht das Trennen der Spann-blöcke von den Werkstücken absolut rückstandsfrei, so dass eine Nachbearbeitung der Werkstücke zum Entfernen von Resten des Spannblockmaterials nicht erforderlich ist. Das abgesprengte Spannblockmaterial kann unmittelbar seiner Wiederverwendung zugeführt werden. Die Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen The advantage of the invention is in particular that the clamping blocks can be separated from the workpieces without stress. Deformations of the workpieces during the chipping of the clamping blocks are not to be feared. In addition, the clamping blocks are separated from the workpieces with absolutely no residue, so that reworking of the workpieces to remove remnants of the clamping block material is not necessary. The chipped block material can be immediately reused. The device for carrying out the proposed according to the invention

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Verfahrens ist darüber hinaus konstruktiv sehr einfach. Das Verfahren ist vollautomatisch durchführbar. The process is also structurally very simple. The process can be carried out fully automatically.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung und Figure 1 is a schematic representation of a device according to the invention and

Figur 2 ein typisches Beispiel einer Spanneinheit, die aus einer Turbinenschaufel als Werkstück und einem Spannblock besteht. Figure 2 shows a typical example of a clamping unit, which consists of a turbine blade as a workpiece and a clamping block.

In Figur 1 ist mit 1 als Werkzeugmaschine eine herkömmliche Schleifmaschine bezeichnet. Auf einem Maschinenbett 2 trägt die Schleifmaschine einen in X-Richtung verschiebbaren Support 3, auf dem wiederum ein in Z-Richtung verschiebbarer Tisch 4 gelagert ist. Der Tisch trägt in einer nicht gesondert gezeigten Halterung eine Spanneinheit 6, die, wie Figur 2 zeigt, aus einem Spannblock 7 und einem in den Spannblock 7 eingebetteten Werkstück 8 besteht. Als Werkstück ist in Figur 2 eine Turbinenschaufel dargestellt. Die Schleifmaschine 1 weist eine Maschinensäule 9 auf, an welcher in Y-Richtung eine Schleifspindel mit einer Schleifscheibe 11 gelagert ist. In Figure 1, 1 denotes a conventional grinding machine as a machine tool. On a machine bed 2, the grinding machine carries a support 3 which can be displaced in the X direction and on which a table 4 which is displaceable in the Z direction is in turn mounted. The table carries in a holder (not shown separately) a clamping unit 6 which, as shown in FIG. 2, consists of a clamping block 7 and a workpiece 8 embedded in the clamping block 7. A turbine blade is shown as a workpiece in FIG. The grinding machine 1 has a machine column 9 on which a grinding spindle with a grinding wheel 11 is mounted in the Y direction.

Gemäss der Erfindung ist der Schleifmaschine 1 eine Kühleinrichtung in Form eines Tiefkühlbades 12 zugeordnet. Ein Fördermittel, in Figur 1 als gestrichelte Linie 13 angedeutet, verbindet die Schleifmaschine 1 mit dem Tiefkühlbad 12. According to the invention, the grinding machine 1 is assigned a cooling device in the form of a deep-freeze bath 12. A conveying means, indicated as a dashed line 13 in FIG. 1, connects the grinding machine 1 to the deep-freeze bath 12.

Stromab des Tiefkühlbades 12 ist ein Anschlagmittel in Form eines in die Förderbahn 13 bewegbaren Hammers 14 vorgesehen. Der Hammer 14 ist an einem Arm 16 eines um eine Achse 17 schwenkbaren Winkelhebels 18 angeordnet, dessen zweiter Arm 19 an das Betätigungsglied 21 eines als steuerbares Betätigungsglied vorgesehenen Elektro-Magnet-antriebs 22 angelenkt ist. A stop means in the form of a hammer 14 which can be moved into the conveyor track 13 is provided downstream of the freezer bath 12. The hammer 14 is arranged on an arm 16 of an angle lever 18 which can be pivoted about an axis 17, the second arm 19 of which is articulated to the actuating element 21 of an electro-magnetic drive 22 provided as a controllable actuating element.

Zur Bearbeitung der Turbinenschaufel 8 in der Schleifmaschine 1 wird das Werkstück in einen Spannblock 7 eingegossen, der die in Figur 2 gezeigte Form oder auch eine andere, einfachere Form haben kann. Wegen der unterschiedlichen thermischen Kontraktionskoeffizienten des Schaufelmaterials und des Spannblockmaterials schrumpft der Spannblock beim Abkühlen von der Giesstemperatur auf Zimmertemperatur fest auf die Turbinenschaufel auf, so dass die Turbinenschaufel fest in den Spannblock eingespannt ist. Mit dem Spannblock kann die Turbinenschaufel in der Schleifmaschine 1 in eine definierte Position gebracht werden. Nach der Bearbeitung der Turbinenschaufel, hier also nach der Bearbeitung des Turbinenschaufelfusses bzw. des Turbinenschaufelkopfes, wird die Spanneinheit aus Turbinenschaufel 8 und Spannblock 7 der Schleifmaschine entnommen und über das Fördermittel 13 in das Tiefkühlbad 12 gebracht. Das Tiefkühlband 12 enthält vorzugsweise flüssigen Stickstoff, der eine Siedetemperatur von —196 °C hat. Durch Abkühlen der Spanneinheit 6 mindestens auf die Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials wird der Spannblock 7 versprödet. Gleichzeitig schrumpft er durch die Abkühlung weiter auf die Turbinenschaufel auf, die weniger schrumpft als der Spannblock, so dass im Spannblock innere mechanische Spannungen entstehen, die bei entsprechender Materialwahl und bei geeigneter Gestaltung des Spannblocks unmittelbar zum Absprengen des versprödeten Spannblocks von dem Werkstück 8 führen. Mit dem Fördermittel 13 wird in diesem Fall allein die aus dem Spannblock 7 befreite Turbinenschaufel 8 aus dem Tiefkühlbad herausgefördert. Die abgesprengten Spannblockteile werden, was in der Figur 1 nicht dargestellt ist, getrennt aus dem Tiefkühlbad entnommen und der erneuten Verwendung zugeführt. To machine the turbine blade 8 in the grinding machine 1, the workpiece is poured into a clamping block 7, which can have the shape shown in FIG. 2 or another, simpler shape. Because of the different thermal contraction coefficients of the blade material and the clamping block material, the clamping block shrinks firmly onto the turbine blade when it cools from the casting temperature to room temperature, so that the turbine blade is firmly clamped in the clamping block. With the clamping block, the turbine blade in the grinding machine 1 can be brought into a defined position. After machining the turbine blade, here after machining the turbine blade root or the turbine blade head, the clamping unit comprising the turbine blade 8 and the clamping block 7 is removed from the grinding machine and brought into the deep-freeze bath 12 via the conveying means 13. The freezer belt 12 preferably contains liquid nitrogen which has a boiling temperature of -196 ° C. By cooling the clamping unit 6 at least to the embrittlement temperature of the clamping block material, the clamping block 7 becomes brittle. At the same time, due to the cooling, it shrinks further onto the turbine blade, which shrinks less than the clamping block, so that internal mechanical stresses arise in the clamping block, which, with a suitable choice of material and a suitable design of the clamping block, lead directly to the brittle clamping block being blasted off the workpiece 8. In this case, only the turbine blade 8 freed from the clamping block 7 is conveyed out of the deep-freeze bath with the conveying means 13. The blasted-off clamping block parts are removed separately from the freezer bath, which is not shown in FIG. 1, and are used again.

Für den Fall, dass die bei der Abkühlung entstehenden inneren Spannungen im Spannblock 7 nicht ausreichen, diesen von der Turbinenschaufel 8 abzusprengen, ist stromab des Tiefkühlbades 12 das Anschlagmittel in Gestalt des Hammers 14 vorgesehen. Sobald die Spanneinheit 6 nach dem Verlassen des Tiefkühlbades und nach dem Abkühlen auf die Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials den Bereich des Hammers 14 erreicht, wird der Elektromagnet 22 betätigt, so dass er den Hammer durch Schwenken des Winkelhebels 18 um die Achse 17 gegen den Spannblock 7 schlägt, der dann infolge seiner inneren Spannungen zerspringt. Ein leichtes Anschlagen des auf tiefe Temperaturen gebrachten Spannblocks 7 mit dem Hammer 14 genügt, um den Spannblock 7 von der Turbinenschaufel 8 abzusprengen. So wird eine sichere Ablösung des Spannblockmaterials von der bearbeiteten Turbinenschaufel 8 erreicht, die ohne Nachbearbeitung der weiteren Bearbeitung zugeführt werden kann. Der Spannblock 7 löst sich rückstandsfrei von der Turbinenschaufel und das Ablösen des Spannblocks 7 führt nicht zu Verformungen der Turbinenschaufel. In the event that the internal stresses generated in the cooling in the clamping block 7 are not sufficient to blow it off from the turbine blade 8, the stop means in the form of the hammer 14 is provided downstream of the freezer bath 12. As soon as the clamping unit 6 reaches the area of the hammer 14 after leaving the deep-freeze bath and after cooling to the embrittlement temperature of the clamping block material, the electromagnet 22 is actuated so that it strikes the hammer against the clamping block 7 by pivoting the angle lever 18 about the axis 17 which then shatters due to its internal tensions. A light impact of the clamping block 7 brought to low temperatures with the hammer 14 is sufficient to detach the clamping block 7 from the turbine blade 8. In this way, a reliable detachment of the clamping block material from the processed turbine blade 8 is achieved, which can be fed to the further processing without post-processing. The clamping block 7 detaches from the turbine blade without leaving any residue and the detachment of the clamping block 7 does not lead to deformations of the turbine blade.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (13)

664 317 PATENTANSPRÜCHE664 317 PATENT CLAIMS 1. Verfahren zum Lösen von Werkstücken aus gegossenen oder gespritzten Spannblöcken, in welche sie zur belastungsfreien Halterung während ihrer Bearbeitung auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere auf einer Schleifmaschine, teilweise eingebettet sind, derart, dass Werkstück und Spannblock jeweils eine Spanneinheit bilden, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des Spannblockmaterials grösser ist als der des Werkstückmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannblock aus einem bei einer materialcharakteristischen Temperatur versprödenden Material hergestellt wird, dass die Spanneinheit nach der Bearbeitung des Werkstücks mindestens bis zu dieser Versprödungstempera-tur des Spannblockmaterials abgekühlt wird und dass der Spannblock durch Nutzung der bei der Abkühlung infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Spannblock und Werkstück auftretenden inneren Spannungen von dem Werkstück abgesprengt wird. 1. Method for releasing workpieces from cast or injection-molded clamping blocks, in which they are partially embedded for stress-free mounting during their processing on a machine tool, in particular on a grinding machine, in such a way that the workpiece and clamping block each form a clamping unit, the thermal expansion coefficient of the clamping block material is larger than that of the workpiece material, characterized in that the clamping block is produced from a material that becomes brittle at a material-characteristic temperature, that the clamping unit is cooled after the machining of the workpiece at least up to this embrittlement temperature of the clamping block material and that the clamping block is cooled by Use of the internal stresses that occur during cooling as a result of the different thermal expansion coefficients of the clamping block and workpiece is blown off the workpiece. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens auf seine Versprödungstemperatur abgekühlte Spannblock von aussen mechanisch beaufschlagt wird, um das Absprengen vom Werkstück zu initiieren. 2. The method according to claim 1, characterized in that the clamping block cooled at least to its embrittlement temperature is acted upon mechanically from the outside in order to initiate the detachment from the workpiece. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens auf seine Versprödungstemperatur abgekühlte Spannblock durch Schlag oder Stoss impulsartig beaufschlagt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the clamping block cooled to at least its embrittlement temperature is acted upon in a pulsed manner by impact or impact. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des mindestens auf seine Versprödungstemperatur abgekühlten Spannblocks zum Initiieren des Absprengens vom Werkstück angeritzt wird. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the surface of the clamping block cooled at least to its embrittlement temperature is scratched to initiate the detachment from the workpiece. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannblock aus Zink oder Zink-druckguss verwendet wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a clamping block made of zinc or die-cast zinc is used. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs abgekühlt werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the clamping units are cooled to the temperature of the liquid nitrogen. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Spanneinheiten nach der Werkstückbearbeitung selbsttätig nacheinander aus der Werkzeugmaschine in eine Kühleinrichtung gefördert werden, wo sie zum Absprengen des Spannblocks mindestens auf die Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials abgekühlt werden und dass die Werkstücke nach dem Absprengen des Spannblocks zur Weiterbearbeitung oder 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that successive clamping units are automatically conveyed one after the other from the machine tool into a cooling device, where they are cooled to blast the clamping block at least to the embrittlement temperature of the clamping block material and that the workpieces after the blasting off of the clamping block for further processing or -Verarbeitung abgefördert werden. -Processing to be promoted. 8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugmaschine (1) eine Kühleinrichtung (12) und Fördermittel (13) zugeordnet sind, welche die Spanneinheiten (6) nach der Werkstückbearbeitung in der Werkzeugmaschine erfassen, sie in die Kühleinrichtung (12) transportieren und nach dem Abkühlen wenigstens auf die Versprödungstemperatur des Spannblockmaterials das Werkstück (8) aus der Kühleinrichtung herausfördern. 8. Device for performing the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the machine tool (1) is assigned a cooling device (12) and conveying means (13) which detect the clamping units (6) after the workpiece processing in the machine tool , transport them into the cooling device (12) and, after cooling, convey the workpiece (8) out of the cooling device at least to the embrittlement temperature of the clamping block material. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in oder stromab der Kühleinrichtung (12) ein Anschlagmittel (14) zur mechanischen Beaufschlagung des mindestens auf seine Versprödungstemperatur abgekühlten Spannblocks (7) vorgesehen ist. 9. The device according to claim 8, characterized in that in or downstream of the cooling device (12) a stop means (14) is provided for the mechanical action of the clamping block (7) cooled at least to its embrittlement temperature. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagmittel als ein in die Förderbahn (13) der abgekühlten Spanneinheiten (6) bewegbares Schlagwerkzeug (14) ausgebildet ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that the stop means is designed as an impact tool (14) which can be moved into the conveyor track (13) of the cooled clamping units (6). 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagmittel als eine in die Förderbahn der abgekühlten Spanneinheiten ragende Anschlagkante ausgebildet ist. 11. The device according to claim 9, characterized in that the stop means is designed as a stop edge projecting into the conveyor path of the cooled clamping units. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagmittel die Oberfläche der abgekühlten Spanneinheiten (6) anritzend ausgebildet ist. 12. The device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the stop means is formed scoring the surface of the cooled clamping units (6). 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühleinrichtung (12) ein mit flüssigem Stickstoff gefülltes Kältebad vorgesehen ist. 13. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that a cooling bath filled with liquid nitrogen is provided as the cooling device (12).
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