CN101600537A - 用于加工毛坯的方法和用于执行该方法的加工机床 - Google Patents

Abstract

为了通过加工机床、如车铣机床(HSTM)周围加工毛坯(RL)在加工步骤中使毛坯(RL)由至少一个夹紧机构(SM)固定。由加工机床、尤其是车铣机床使所有的工件功能面(毛坯的圆周和两个端面)达到最终的、对应于符合规定应用的总形状。所述毛坯(RL)涉及金属或陶瓷制成的毛坯，具有圆柱形或矩形或多边形的横截面，尤其涉及优选正方形的工件或者任意成形的铸造或锻造毛坯。所述总形状涉及涡轮叶片，所述局部形状涉及涡轮叶片的头部、涡轮叶片的叶片部位和涡轮叶片的根部，其中在加工机床(HSTM)上的一次夹紧中完成涡轮叶片在头部和根部上的功能面。

Description

用于加工毛坯的方法和用于执行该方法的加工机床

技术领域

本发明涉及一种方法，用于通过加工机床、例如车铣床(HSTM)使毛坯或预加工的工件周围加工成在其三维形状中封闭加工的零部件，以及一个用于执行上述方法的加工机床、例如车铣床。

背景技术

在涡轮叶片加工领域通常使涡流叶片多级地在多个不同的机床上加工。这意味着，毛坯、大多矩形杆或圆杆必需执行衔接的加工步骤。

在第一步骤中使毛坯通过条形车铣加工成菱形杆状。

在第二步骤中同样通过条形车铣在实际的叶片部位中车铣去掉大部分材料。在3轴机床上实现这两个加工步骤。

然后在第三步骤中在叶片部位中通过仿形铣或NC铣通过粗铣、预精铣和精铣加工涡轮叶片轮廓。这个工作步骤需要4轴或5轴铣床。

在第四步骤中通过NC铣床加工从叶片部位到根部和/或头部的过渡。这个工作步骤需要5轴铣床。

然后在第五步骤中大多在两个至四个4轴专用机床上加工根部和头部圆周几何形状。

在最后的第六加工步骤中在4轴铣床上加工根部和头部端面。

在各个步骤之间必需圆周范围的测量控制，用于可以保持涡轮叶片的窄误差区。在各个加工步骤之间必需手动地或者通过搬运系统再夹紧工件。再夹紧的主要原因是，大多数铣床、钻床或车床都只执行单一的加工步骤，尤其是每个卡盘或者工件固定体总是只允许某个部位的加工。因此这种形式的加工是非常费事输送和费时的。

这种加工的问题是，尤其从第四段开始工件具有特别复杂的3D形状，它适用于使工件在下面的步骤中仍然带到正确的夹紧位置，用于保持窄的误差区。为此需要非常复杂和成本昂贵的夹紧装置。

在已知的加工机床中X轴在机架的背面并且作为同轴轴在机架正面上，即，铣床主轴执行轴运动(X，Y，Z和B)。工件夹紧在两个串列式的X轴之间并且包括A旋转轴地移动。涡轮叶片夹紧在两个轴X与U之间。两个轴作为串列式的轴移动。缺陷是，串列式的轴以较慢的加速度移动，因为一个轴总是导向轴而另一轴跟随控制。这一点是必需的，因为否则在轴之间产生太大的滑差误差，这导致不再夹紧涡轮叶片。

发明内容

本发明的目的是，提供一种通过加工机床、例如车铣床加工毛坯轮廓和端面的方法，它能够以尽可能少的加工步骤并只以一次夹紧实现。在此加工机床要能够执行不同的操作如车铣、铣和钻等。因此在这种关系上车铣机床的概念进一步阐述为，它涉及这些加工机床，它们不仅可以用于车铣，而且必要时也可以用于铣、钻等。

本发明实现这个目的，本发明在其标准型中将毛坯固定和夹紧在固定地装配在A旋转轴上的夹紧机构(两爪或多爪卡头或者夹紧适配器等)与对应中心、如尾座顶尖或类似部件之间，或者利用在机床外部安置在毛坯上的夹紧专用适配器将毛坯直接夹紧在A旋转轴中。然后使这个毛坯在这个车铣机床上通过使用上述的加工方法在多个加工步骤中达到其最终的、对应于符合规定应用的轮廓形状。接着同样在这个夹紧中尽可能多地加工根部和头部端面部位的功能范围并且在两个侧面上加工折断桥。在这个加工过后将完成加工的部件从加工机床上取下来。手工去掉两个折断桥并且使折断位置手工地光滑。

因此通过本发明提供一种用于通过唯一的加工机床、如车铣机床周围加工毛坯的方法和装置，它们能够以尽可能少的加工步骤和只一次夹紧实现部件加工。在此该加工机床执行不同的操作如车铣、铣、钻等。

本发明的另一方面是，使毛坯在唯一的夹紧中通过使用常见的具有或没有尾座顶尖或对应主轴的夹紧机构如两爪和多爪卡头或夹紧适配器等这样固定和夹紧，使得工件在所有的功能部位在多个相互衔接的加工步骤中达到其最终的、对应于符合规定应用的总形状。

这是完全出人意料的，因为各个加工步骤包括车铣操作例如可能也包括粗铣和精铣，它们施加显著的作用力到工件上并且它们目前总是由专业人员所排斥，使工件在唯一机床的只一次夹紧中达到其最终的形状。通常总是归结于，在加工时产生的力或者导致损伤工件或者导致不利的最终工件质量(例如由于振动、转矩等)。但是现在已经证实，能够在一次夹紧中通过确定的加工步骤使工件的所有功能表面达到其最终的形状并且通过铣削折断桥避免在附加加工机床上的其它加工步骤。

省去在另一机床上的再次夹紧和只使用一个加工机床、尤其是车铣机床能够明显简化加工过程并且避免夹紧误差。由此建立最窄的误差区，因为所有的部件部位在一次夹紧中产生。

通过所建议的方法可以实现的符合规定的总形状涉及任意的部件，它可以由毛坯通过所述的操作获得。本方法特别适合于加工零部件、如涡轮叶片、叶片盘或离心压缩机。

按照本发明的第一优选实施例所述毛坯涉及金属或陶瓷制成的毛坯，具有矩形、圆柱形或任意的横截面形状，涉及优选正方形的工件或者铸造或锻造毛坯。同样能够使毛坯以已经预加工的形状输送到按照本发明的车铣工艺。按照本发明的方法也能够在难以加工的材料中不损害最终成形部件质量地使用。

按照本发明的另一优选实施例所述局部形状涉及在保留头部和根部上未加工的多余部分的形状，其中尤其优选在第一个加工步骤中已经切入到多余部分与部分形状之间。所建议的方法适合于例如加工各种形式的涡轮叶片，在这种情况下局部形状涉及涡轮叶片的头部、涡轮叶片的叶片部位和涡轮叶片的根部，其中在头部和根部上在加工轮廓以后在相同的夹紧中同样可以加工除了窄的折断桥以外的端面部分的主要功能表面。

按照本发明的另一优选实施例在一次夹紧中完成工件加工。为此使工件通过移动A轴固定和夹紧在连续旋转的A轴与尾座上的尾座顶尖之间。通过移动X滑架，在其上装配机床部件，提供空间方向X和旋转运动A。两个不同的空间方向Y，Z和第二旋转运动B由此实现，使车铣主轴与夹紧的刀具装配在B轴上并且利用以90°错置的两个直线轴使这个旋转轴移动。

对于长的工件所有机床部件除了X轴以外都是相同的。它以不同的分级适配于各种工件长度。因此使基本型机床、也包括其所有的变化特别灵活地适配于工件的不同长度要求。对于大的、沉重的工件代替尾座装配第二A旋转轴(对应主轴)。由此可以使承受的工件重量翻番。

这种双主轴固定的另一优点是，可以使大多非常易于振动的长工件通过两个A轴的略微相向旋转夹紧，这能够提高其部件刚性。由此使它们不再象以前那样易于振动。这种夹紧状态可以电动地控制并且在整个继续加工步骤期间保持或者有目的地调整。在用于电子控制铣轴的程序中可以考虑并修正在工件上相应施加的扭矩。

按照本发明的另一优选实施例可以在加工步骤后清洗和/或测量最终的总形状并且当工件不失去其夹紧位置时，在需要时还可以修正。用于执行这个步骤的相应机构，它们也可以包括安置部件材料编码，最好可以在相同的加工机床上、尤其是车铣机床上实现，由此实现工件的明确性。

已经证实本方法特别适用于加工具有或没有覆盖带的涡轮叶片。尤其是在加工这种大的部件时，它具有N4至N5范围的+/-0.003mm误差的表面、20至2500mm范围的长度，其中旋转直径为10至600mm且重量为1至200kg，本方法可以在唯一的加工机床中、尤其是车铣机床中使用，在此不会产生由于加工头引起的稳定性(尽管大的杠杆)或接近性问题。

因为基本型机床最好由积木式机床构造，因此使加工机床、例如车铣机床的使用领域通过添加其它积木式部件、例如圆工作台和角度机架也易于扩展到短粗的工件。因此这个机床的使用领域不局限于短的和长的细工件，而是也可以最佳地在一次夹紧中加工非常短粗地预加工的或者原始工件，例如叶片盘或离心压缩机。

重要的是，使涡轮叶片或其它工件只夹紧在U轴与A轴之间。两个轴装配在X轴上。为了加工使X轴只作为单一直线轴且不作为同轴移动。由此能够非常高加速地移动。U轴作为夹紧轴只具有静止的功能。工件、尤其是涡轮叶片的所有功能表面在唯一的夹紧中产生。为了完成涡轮叶片安装，在折断根部上的折断桥以后机械地铣削外露切痕，或者手工地磨去切痕。这样模块化地设计加工机床，通过其简单的部件模块化也可以加工叶片盘和离心压缩机。

如果确实是将涡轮叶片只在一侧夹紧在任意的夹紧机构(两爪或多爪卡头等)里面，则在另一侧使它利用可以具有不同的定心单元的尾座或者对应主轴夹紧。只在机床前面而不在中间和/或机架后面存在切屑通道。这样设计机床，使得它可以通过手动加载直到自动杆加载地移动。

已经这样选择或设置两个空间坐标Y，Z和可以在车铣机床中执行铣轴的旋转运动B，使得能够实现特别快速的刀具更换。因为铣轴根本无需执行X运动，因此使这个夹紧到夹紧的时间总是保持恒定，这带来明显的节省时间，因为由于复杂的工件形状使用非常多的刀具。

而在已知的机床中为了更换刀具需要三个空间坐标X，Y，Z和旋转运动B，其中X运动必需移动特别长的行程，该行程还绝不是恒定的。因此夹紧到夹紧的时间8倍于按照本发明的机床。

按照本发明的方法和机床的其它优选实施例是其它权利要求的内容并且在下面描述。

附图说明

下面借助于附图中的实施例详细描述本发明。附图中：

图1以立体图示出11轴铣床，

图2示出按照图1的具有双A轴的铣床的另一视图，

图3示出按照图2的模块化产生的铣床变化，用于通过升降台和附加的C旋转轴加工中等直径的、空心的、圆柱形或片状的工件，

图4示出按照图1的模块化产生的铣床变化，用于通过C旋转轴、角度台和另一D旋转轴加工非常大直径的、中间空心的且薄的片状工件，

图5示出从侧面看去的装载和卸载装置的视图，

图6示出从上面看去的装载和卸载装置的视图，

图7示出具有杆自动机作为装载和卸载装置的机床视图，

图8-13分别以立体图和示意端面视图示出在多个加工级中要被加工的涡轮叶片。

具体实施方式

在描述和附图中使用下面的部件标记符号：

G    机床机架

FBY  后面的Y导轨

GSY  Y基础滑架

FBZ  Z导轨

GSZ  Z基础滑架

RAB  B旋转轴

HSSP 高频铣轴

FBX  前面的X导轨

GSX      X基础滑架

RAAR     右面的A旋转轴

FBU      U导轨

GSU      U基础滑架

RST      尾座

PN       顶尖

PS       顶尖顶部

WKZM     刀库

DAWG     双臂刀具抓取器

DH       双臂刀具抓取器的自动升降器

DW       刀库的升降臂

SPK      切屑通道

RAAL     左面的A旋转轴

GSXR     X旋转轴滑架

RAC      C旋转轴

WE       角度单元

RAD      D旋转轴

RSS      夹紧机构D旋转轴

所示的加工机床、例如高速车铣床(HSTM)这样构成，通过该机床的基本方案利用加工方法“车铣”和所有其变化可以加工直径直到600mm和长度直到2400mm的工件。

通过以基本方案构成的另一方案变化能够利用加工方法“车铣”和所有其变化加工直径直到1200mm和长度直到800mm的工件。这些工件不仅可以是复杂的旋转对称的实物，而且也可以是在其横截面形状上多变的，例如涡轮叶片的整个谱系，但是也可以是复杂的离心压缩机或叶片盘盘。通过使用多刃铣刀等与单刃铣刀相比可以实现多倍单位切削体积。

图1以立体图示出HSTM加工机床的基本方案。该HSTM加工机床具有基础机架G。基础机架G的长度“X”在所有的形式变化和类型中是唯一的变量。它由要被加工的工件、例如涡轮叶片的长度推导出来。

通过补充相同的和不同的机床部件可以使这个车铣床满足许多不同的工件要求。这种变化的方案首先是节省加工成本。

这样设计最小的基础机架长度，使得可以夹紧一个毛坯RL，由该毛坯产生最大300mm长度的涡轮叶片，或者直径直到500mm的叶片盘或离心压缩机。在此这样选择“X”上的基础机架长度，使得通过以90°旋转的铣轴HSSP可以在夹紧在工件旋转轴RAAR中的直到500mm长的毛坯上在另一自由的毛坯端部上加工出定心、轴颈或其它夹紧体。

对于更长的涡轮叶片使基础机架只以这个长度分别以系数2X(“X”-300)适配，例如对于Lx＝1000的涡轮叶片和基础长度Lo＝3600mm的300型机床：Lo/300＝3600mm+2x(1000-300)，即3600mm+1400mm＝5000mm。

在基础机架G上在后面在基础机架G的中心以30至50°的确定角度安置用于基础滑架单元GSY的导轨FBY。通过它移动Y行程“Y”。

这样设计这个基础滑架单元GSY，使得与“Y”导轨成90°地安置导轨FBZ，在其上装配Z-RAM GSZ。通过它移动Z行程“Z”。该Z-RAMGSZ向着机床空间设计成叉头-旋转轴RAB，在其中这样装配高频快速移动轴HSSP，使得它可以执行围绕B旋转轴“B”的大于+/-90°的摆动运动。

使高频快速移动轴HSSP并由此也使铣刀实现轴运动“Y”、“Z”和“B”。在精确地与导轨FBY处于90°角的基础机架G的上面安置两个导轨FBX，在其上滑架单元GSX运动。通过它们移动X行程“X”。

在滑架单元GSX上在右侧固定装配工件旋转轴。它形成涡轮叶片旋转轴“A”。为了固定夹紧适配器或多爪卡头使这个旋转轴配有标准HSK节点。工件旋转轴RAAT实现连续的角度调整(360°连续地)。

在工件旋转轴RAAR前面在滑架单元GSX里面安置两个导轨FBU，在其上滑架单元GSU运动。通过它移动用于夹紧不同涡轮叶片长度的U行程“U”。

在滑架单元GSU上在正常情况下固定装配尾座RST。它具有顶尖PN，该顶尖根据涡轮叶片长度具有30-180mm的第二夹紧行程。这样设计顶尖顶部PS，使它具有固定的或者一起运动的尖端、夹紧爪或夹紧头或者两者都有。通过它们使毛坯RL容纳并固定在左侧。由此使毛坯实现轴运动“X”和“A”。

在导轨FBX前面在下机架边缘上集成切屑通道SPK。因此通过X机架面的倾斜位置没有其它辅助措施地使所有切屑自动进入切屑通道。

通过工件旋转轴RAAR和尾座RST/PN可以使夹紧的毛坯不仅在车削运行而且在铣削运行中移动。高频快速移动轴HSSP在B旋转轴RAB里面通过快速夹紧系统固定。通过插节点实现从机床到高频快速移动轴的能量和信号传递。

在导轨FBY旁边的右侧(如图所示)或左侧在后面的基础机架G上装配刀库SM和双臂抓取器更换器DAGW。双臂抓取器更换器实现行程运动DH和+/-90°的旋转运动。

如下实现更换刀具：所述高频快速移动轴HSSP向着工具更换点WKZWP通过两个直线运动“Y”和“Z”加上在“B”方向上的旋转运动这样移动，它处于以90°旋转的双臂抓取器更换器DAGW前面。现在高频快速移动轴HSSP移动确定的“Z”行程并由此使旧的刀具位于敞开的双臂抓取器更换器DAGW一侧。取消在高频快速移动轴HSSP里面的刀具WKZ夹紧并且利用确定的双臂抓取器DH的“-H1”向后行程从高频快速移动轴HSSP中拉回。然后使双臂抓取器更换器DAGW以180°旋转并且利用确定的双臂抓取器DH的“+H1”向前行程插到高频快速移动轴HSSP里面。在夹紧刀具WKZ以后使高频快速移动轴HSSP以确定的“+Z”行程向前移动，由此使刀具WKZ从双臂抓取器拉回。利用“Y”，“Z”行程和“B”旋转使高频快速移动轴移动到新的使用点。

利用确定的“-H2”向后行程DH使双臂抓取器这样多地向后移动，直到刀具WKZ进入到刀库SM的空库位里面并且止锁在那里。

利用确定的“-ZZ”行程刀库SM的库盘从双臂抓取器中拉出刀具WKZ。通过给定的库盘旋转使新刀具WKZ带到给出位置UP。通过刀库的确定“+ZZ”行程使刀具WKZ插到双臂抓取器里面并且止锁在那里。双臂抓取器DAWG向前移动到系统等待点，通过使其行程自动机DH实现确定的“+H3”行程，由此使刀具WKZ从刀库SM的容纳体中拉出。由此达到约5秒的工具更换时间。

下面描述机床的扩充级：

双臂A-轴机床：

图2示出这个扩充级。在这里代替尾座装配第二工件旋转轴RAAL，它与工件旋转轴RAAR是结构相同的；因此可以由两个轴驱动毛坯。此外通过不同地控制这两个旋转轴可以使毛坯处于扭转应力下，它对于薄的毛坯能够加工毛坯，在两个轴同步驱动之前。

通过两个工件旋转轴RAAR和RAAL可以使工件重量倍增160kg。因此这个扩充级对于加工特别沉重的毛坯的机床类型是特别有意义的。

离心压缩机机床：

图3示出第一扩充级，用于加工中等直径的、空心的圆柱形或盘状的直到120kg重量的工件，例如离心压缩机。在这个扩充级中在两个旋转轴RAAR和RAAL之间装配升降台WP。在这个升降台里面装配C旋转轴RAC。在这个C旋转轴RAC上装配旋转夹紧系统RSS，它可以承受直到800mm直径和500mm高度的工件。

对于较小功率的变型可以使第二A旋转轴RAAL替换成非驱动的旋转支承DAS。两个A旋转轴RAAR和RAAL或者A旋转轴RAAR与对置的非驱动的旋转支承DAS实现+/-150°或更大的角度调整。C旋转轴RAC实现连续的角度调整(360°连续地)。

叶片盘机床：

图4示出第二扩充级，用于加工非常大直径的、中间空心的且薄的直到80kg重的盘状工件，例如叶片盘。在这个扩充级中代替在其上装配工件旋转轴RAAR和滑架单元GSU与尾座RST的滑架单元GSX装配滑架单元GSXR，在其中集成上述的C旋转轴RAC。在这个C旋转轴RAC上以90°角装配D旋转轴RAD，在其上装配不同的旋转夹紧系统RSS，它可以承受直径直到1200mm和高度直到400mm的工件。但是在这里最好进行盘加工例如叶片盘。

C旋转轴RAC实现+/-120°或更大的角度调整。D旋转轴RAD实现连续角度调整(360°连续)。

在图3和4的机床变化中也可以在简化的实施例中放弃B旋转轴RAB。

下面描述自动化扩充级：

装载和卸载装置：

基本型机床也包括具有对应主轴的扩充级或者用于加工叶片盘或离心压缩机的机床一般手工装载。但是在所有这些机床类型中也能够通过安置不同的装载和卸载单元实现工件装卡过程自动化。它们是：

a)从侧面(例如右边)装载(图5)：在这里装配在直线导轨上的双臂抓取器穿过右边的箱壁装配在工件旋转轴RAAR上方。通过它使毛坯和完成的工件或者直接地或者利用从毛坯箱到夹紧位置的适配器达到工件旋转轴RAAR。

b)从上面装载(图6)：利用直线搬运系统实现从上面装载。在搬运臂上对于小的工件装配双臂抓取器，该搬运臂穿过上面的屋顶天窗向下移动到机床空间里面。通过双臂抓取器使毛坯和完成的工件或者直接地或者利用从毛坯箱到夹紧位置的适配器达到工件旋转轴RAAR。对于大的沉重工件利用两个搬运臂实现装载和卸载。

c)通过杆自动机装载(图7)：对于小的涡轮叶片(长度＜500mm)在高频快速移动轴HSSP后面在滑架单元GSX上装配常见的杆更换自动机STWA，它一起移动。在这里如下执行更换毛坯：使完成的涡轮叶片通过适合的刀具(例如杆铣刀)与夹紧在涡轮叶片旋转轴RAAR的通透卡头DGF里面的毛坯杆RTS分开并且利用升降台WP接收，升降台向上翻转到涡轮叶片下面。

然后打开通透卡头DGF并且使毛坯杆RTS利用杆自动机STWA以确定的行程“L”(＝涡轮叶片的函数)向前推。通过锁闭通透卡头DGF夹紧毛坯杆。然后利用以90°旋转的高频快速移动轴HSSP在毛坯杆的敞开端部上加工新的夹紧或固定中心(定心、轴颈或其它夹紧措施)。

通过使尾座移动到新加工出来的夹紧或固定中心里面使毛坯RTS夹紧在涡轮叶片旋转轴RAAR与尾座RST之间。这个扩充级主要对于小的、短的涡轮叶片是有意义的。在这里使用通常直到6m的杆长度。

d)a)和b)的装载和卸载装置也可以用于更换叶片盘或离心压缩机。为此在搬运臂或双臂上装配专门设计的钳口系统。

这些装载和卸载装置完全可以应用于其它机床变型。在此只需使抓取钳口适配于各工件轮廓。

如下实现机床的装载和卸载：为此手工地和/或利用搬运系统将任意形状的毛坯带到车铣床里面，它也可以放置的柔性的房间里面，并且在加工后通过轻型输送系统再取出来。

为此使用下面描述的不同方法：

在利用夹紧适配器装载和卸载毛坯时使毛坯在加工机床外面手工地或利用自动控制的夹紧系统(具有或没有固定和夹紧辅助面)固定在常见的夹紧适配器上。为了装载机床搬运系统总是只握住标准的夹紧适配器并且将其例如刀具带到A旋转轴的接收位置，在那里它与刀具一样利用HSK节点固定和夹紧。

优点是搬运系统抓取钳口的简单形状。抓取器行程总是相同的。控制是简单的。缺点是，对于小的、轻的工件必需总是通过沉重的夹紧适配器搬运。对于沉重和长的工件必需通过两个夹紧适配器工作。在机床外面的人力消耗是大的。附加必需的固定和夹紧辅助面是整个系统中的附加的软的执行机构。作为夹紧辅助面在这里主要考虑平行短臂、燕尾固定体或圆柱形固定体。

在装载和卸载没有夹紧适配器的毛坯时使毛坯直接手工地或者利用自动控制的具有或没有固定和夹紧辅助面的抓取器搬运系统带到两爪或多爪卡头夹紧系统或专用夹紧辅助机构里面。为了装载机床使搬运系统直接通过平行抓取钳口握住毛坯而且或者直接地在毛坯的外表面上或者在其辅助固定面上并由此使毛坯从上面插到夹紧机构里面。

在毛坯夹紧在夹紧机构里面以后利用以90°摆动的HSSP和所需的刀具在加工机床上加工出对应中心，如果在毛坯上事先没有加工出来对应中心的时候，它用于在加工过程中固定和稳定毛坯。然后使尾座与其静止或随动构成的尾座顶尖或者其它的固定和夹紧机构这样多地通过U滑架单元一起移动，使毛坯可靠地夹紧在尾座与A旋转轴之间。通过附加的、但是不是一定必需的尾座顶尖PN可以改变切屑过程期间的这个夹紧顶压力，用于积极地影响不稳定毛坯的振动性和刚性。在固定和夹紧轴颈时甚至可以使毛坯承受拉力。

对于长的或非常沉重的毛坯可以使用两个并联抓取器。对于具有加工出固定位置的毛坯使抓取器具有特殊的辅助形状，它能够防止滑落并且保证附加的更好的固定。

为了卸载完成的工件利用相同的抓取钳口。在这里对于抓取器系统使工件在其平行面上握住在夹紧机构上，然后松开夹紧并且向上或侧面取出完成的工件。对于长的或沉重的完成的工件可以使用两个并联抓取器。在这里使工件或者在两个平行面上握住在夹紧机构上或者握住在折断桥面上。然后松开夹紧并且向上或侧面取出完成的工件。

为了在时间上优化两个过程，在这里经常使用双臂抓取器，通过它首先从夹紧机构中取出完成的工件，然后使毛坯通过90至360°旋转双臂抓取器立刻带到其夹紧位置。优点是，无需沉重的夹紧适配器。在机床外面的人力消耗是少的。控制是简单的。缺点是，抓取钳口结构略微更复杂，因为必需安置辅助固定面。

按照相同的原理可以装载和卸载铸造或锻造毛坯。为了可以简化抓取钳口结构，经常使这些毛坯配备辅助面。

在车铣床中执行下面的加工步骤，它们在图8-13中分别借助于涡轮叶片以立体图和示意端面图示出。在图8-11中示出加工涡轮叶片，它在两个端部夹紧在夹紧卡头里面。

A)在夹紧在A旋转轴与U固定和夹紧轴之间的第一加工步骤中执行所有的粗铣加工直到相对于菱形最终轮廓的确定裕量。因此对于涡轮叶片在根部、通道和头部上加工出最大外形轮廓。为此使粗铣刀具利用集成的刀具更换器夹紧在高频铣轴HSSP里面。利用NC程序自动实现各种形式的粗铣。

B)然后在第二步骤中铣出涡轮叶片的通道部位(图9)。为此在大多数情况下可以使用相同的刀具。这些粗铣加工不仅如上所述在多个步骤中进行而且在唯一的步骤中通过高效铣削工艺如螺旋铣进行。

C)然后在第三步骤(图10)中通过小直径刀具预铣出涡轮叶片的形状轮廓。裕量取决于叶片类型并且可以为直到2mm。对于螺旋铣这直接类似粗铣地实现，但是以更小的刀具直径。

D)在第四步骤(图10)中通过粗磨刀具使已经夹紧的、粗铣的涡轮叶片通过螺旋铣和直线铣达到对于最终轮廓的恒定裕量(正0.2至1.2mm)。该裕量取决于叶片类型。对于不同的涡轮叶片类型也可以省去步骤B和C。

E)在第五步骤(图10)中通过磨削刀具使整个涡轮叶片通道通过螺旋铣达到所期望的轮廓和表面质量。

F)然后在第六步骤中在头部和根部包括涡轮叶片悬挂和密封部分加工菱形面，即，在这个步骤中已经加工出根部形状(H根部等)的功能面(图11)。

G)然后利用位置和轮廓测量系统(扫描或激光测量系统)测量涡轮叶片。为了形成资料处理测量数据并且当需要时建立用于相同的或下一个涡轮叶片的修正数据并且传递到控制器或者在相应的NC程序中计算。在这个操作后完成涡轮叶片，除了头部和根部的两个端面以外。

H)在倒数第三步骤中通过小的杆铣刀在头部和根部铣出折断桥。

I)在倒数第二步骤中在头部端面和根部上加工出端面的功能面。

K)在最后的步骤中如果需要通过两个长孔削弱折断桥。

图12示出涡轮叶片的加工步骤C)，D)和E)并且图13示出加工步骤H)，I)和K)，涡轮叶片的一端为了通过尾座顶尖支承预加工。

Claims (9)

1.一种用于通过加工机床、如例如车铣机床周围加工毛坯的方法，其特征在于，在加工步骤中使毛坯(RL)由至少一个夹紧机构(SM)固定并且由加工机床、尤其是车铣机床使工件的所有功能面(毛坯的圆周和两个端面)达到最终的、对应于符合规定应用的总形状。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述毛坯(RL)涉及金属或陶瓷材料制成的毛坯，具有圆柱形或矩形或多边形的横截面，尤其涉及优选正方形的工件或者任意成形的铸造或锻造毛坯。

3.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述总形状涉及涡轮叶片，局部形状涉及涡轮叶片的头部、涡轮叶片的叶片部位和涡轮叶片的根部，其中在加工机床(HSTM)上的一次夹紧中完成涡轮叶片在头部和根部上的功能面。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在加工步骤中由一个可以在两个空间方向(Y，Z)上移动并载有用于固定加工刀具(WKZ)的可旋转的主轴(B)的车铣主轴(HSSP)加工工件并且使工件本身在空间方向(X)上移动并且在可旋转的A轴(A)中旋转。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，细长的毛坯部件夹紧在具有或没有适配器的两个A轴之间。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过装配常见的杆自动机，实现非常短的杆工件的加工。

7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过简单地改变模块式构造的机床部件也加工其它短粗的工件。

8.一种用于执行如权利要求1至7中任一项所述方法的加工机床，具有机架、滑架单元和Z滑架，它支承加工主轴，以及具有X导轨(FBX)，其特征在于，在X导轨(FBX)上可以移动X滑架(GSX)并且在X滑架(GSX)上装配可连续旋转的A轴和可纵向调整的夹紧机构，在它们之间可以夹紧工件。

9.如权利要求8所述的加工机床，其特征在于，所述可纵向调整的夹紧机构是尾座(RST)。

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