CN108115209B - 涡轮叶片的切削加工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涡轮叶片的切削加工的方法。在多轴机床上进行涡轮叶片(1)的切削加工的方法中,将涡轮叶片(1)由可旋转的叶片根部夹紧装置和可旋转的叶片梢部夹紧装置(2)保持,并利用在工具主轴中卡紧的工具进行加工。首先由工具加工与叶片梢部相邻的第一轮廓区段(4),然后取下工具。工具主轴然后抓紧已经水平的附加夹紧装置(5),该附加夹紧装置(5)具有适应第一轮廓区段(4)的夹爪(6.1,6.2)。将附加夹紧装置(5)以夹爪(6.1,6.2)安置在第一轮廓区段(4)中的方式定位在叶片梢部夹紧装置(2)上。工具主轴然后抓紧工具,并借助其加工剩余的轮廓区段。

Description

涡轮叶片的切削加工的方法
技术领域
本发明涉及一种在多轴机床上进行涡轮叶片的切削加工的方法,其中该涡 轮叶片由可旋转的叶片根部夹紧装置和可旋转的叶片梢部夹紧装置保持,并且 利用在工具主轴中卡紧的工具进行加工。
背景技术
在这种方法中,由切削力引起的涡轮叶片的弹性弯曲是已知的问题。该弯 曲对加工的精度有不利的影响,并且可能导致涡轮叶片的振动,由此导致被加 工的轮廓区段的表面质量受损。
从文献EP2618961B1可知上述问题的一解决方案,在该文献中,在加工期间,利用能够沿着叶片轴行进的背撑,涡轮叶片在特定区段被支撑。该背撑具有若干柱塞,柱塞能够沿着自身的轴运动,并被压抵于涡轮叶片,以便支撑该涡轮叶片。该背撑需要涡轮叶片周围具有相对大量的空间,需要额外的驱动器,对涡轮叶片的可接近性产生不利影响,并且可能阻碍切屑的掉落。此外,在改变待加工的轮廓区段期间,背撑必须被工具绕开,这需要相当大的设计成本,并且无论如何都具有一定的碰撞风险。此外,精加工的叶片表面可能会被柱塞损坏,例如被柱塞留下印痕。
文献CH693610A5和WO2015/157166A1示出了具有适应叶片轮廓的夹爪 的装置,但是为了能够加工所有轮廓区段,工件必须在所有轮廓区段处被重新 夹紧。
发明内容
从该现有技术出发,本发明基于提出一种涡轮叶片的切削加工的方法的目 的,其中涡轮叶片在单个卡盘中被加工,其中在叶片梢部的区域中,卡盘使得 由于切削力导致的涡轮叶片的弯曲减小,且振动衰减。
根据本发明,该目的通过以下方式实现,首先由工具加工与叶片梢部相邻 的第一轮廓区段,然后取下工具,并且工具主轴抓紧具有适应第一轮廓区段的 夹爪的附加夹紧装置,将附加夹紧装置以夹爪安置在第一轮廓区段中的方式定 位于叶片梢部夹紧装置上,并且工具主轴抓紧工具,并借助其加工剩余的轮廓 区段。
该方法的根据本发明的该实施例具有以下优点。叶片根部夹紧装置和附加 夹紧装置之间的空间在加工剩余的轮廓区段期间保持空闲,使得涡轮叶片保持 可与工具接近,并且切屑能够自由下落。由于这种可接近性,与已知的现有技 术相比,工具不存在碰撞的风险,并且加工的设计更简单。此外,机床不需要 附加轴以用于操作附加夹紧装置,并且由于适应的夹爪,最后叶片轮廓的表面 被照料到。
本发明的特定类型的实施例在从属权利要求中描述。
附图说明
以下参考附图解释本发明的示例性实施例。在附图中
图1示出了在第一轮廓区段的加工之后、机床的叶片梢部夹紧装置的区域 的透视图,并且
图2示出了在附接附加夹紧装置之后、对应于图1的视图。
具体实施方式
这两幅附图以透视图示出了在加工涡轮叶片1的期间的机床的区域,其中 具有可旋转驱动的叶片梢部夹紧装置2。该叶片梢部夹紧装置2的轴和驱动器容 纳在壳体3中。提供叶片根部夹紧装置,该叶片根部夹紧装置与叶片梢部夹紧 装置2相对设置,并且提供工具轴,该工具轴与涡轮叶片1的纵向轴成一角度, 但图中未示出。图1中示出,与叶片梢部相邻的第一轮廓区段4已经由工具加 工。该加工不一定是精加工。唯一重要的是,轮廓区段为下面提到的夹爪提供 确定的、稳定的接触表面。
用于稳定所述第一轮廓区段4的、由两个部分5.1和5.2组成的附加夹紧装 置5安装壳体3上,壳体3用于在根据图1的视图中的在后应用。附加夹紧装 置5的每个部分5.1、5.2均配备有夹爪6.1,6.2,其夹紧面适应已经被加工的第 一轮廓区段4。夹爪6.1和6.2不必以整面的方式抵接于区段4,而是能够具有 中断的接触区段。附加夹紧装置5的每个部分5.1、5.2还具有向上伸出的操纵 销7,该操纵销7能够在之前被卡紧于工具主轴的工具(例如铣刀)已经被放置 在工具库中之后被工具主轴抓紧。
在根据图2的视图中,附加夹紧装置5的所述两个部分5.1和5.2已经由工 具主轴带到叶片梢部上就位并且被夹紧。在该过程中,第一部分5.1首先被工具 主轴抓紧其操纵销7,并利用零点夹紧装置固定在叶片梢部夹紧装置2上,例如 在涡轮叶片1的吸力侧上,且然后将涡轮叶片旋转180度。之后,第二部分5.2 利用工具主轴以类似的方式固定在涡轮叶片的压力侧上。操纵销7是中空的, 并且例如利用通过工具主轴供给的加压流体(例如压缩空气)而能够操作附加 夹紧装置5。在这种情况下,附加夹紧装置5在压力下释放,并且如果未加压则 夹紧。
与从引言中提到的文献EP2618961B1中已知的现有技术相比,前述方法以 显著更低的成本进行管理并且实际上无需维护。此外,设计复杂度降低,并允 许工具固定、全自动定位,而没有碰撞风险,即使在毛坯尺寸可变的情况下也 是如此。
附图标记列表
1涡轮叶片
2叶片梢部夹紧装置
3壳体
4第一轮廓区段
5附加夹紧装置
5.1附加夹紧装置5的一部分
5.2附加夹紧装置5的一部分
6.1夹爪
6.2夹爪
7操纵销

Claims (11)

1.一种在多轴机床上进行涡轮叶片(1)的切削加工的方法,其中将所述涡轮叶片(1)由可旋转的叶片根部夹紧装置和可旋转的叶片梢部夹紧装置(2)保持,并且利用在工具主轴中卡紧的工具进行加工,其特征在于,首先由所述工具加工与叶片梢部相邻的第一轮廓区段(4),然后取下所述工具,并且所述工具主轴抓紧附加夹紧装置(5),该附加夹紧装置(5)具有适应所述第一轮廓区段(4)的夹爪(6.1,6.2),将所述附加夹紧装置(5)以所述夹爪(6.1,6.2)安置在所述第一轮廓区段(4)中的方式定位于所述叶片梢部夹紧装置(2)上,所述工具主轴抓紧工具并借助所述工具加工剩余的轮廓区段。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述附加夹紧装置(5)利用零点夹紧系统紧固在所述叶片梢部夹紧装置(2)上。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述夹爪(6.1,6.2)以可更换的方式设置在所述附加夹紧装置(5)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述附加夹紧装置由第一部分(5.1)和第二部分(5.2)组成,其中每个部分均具有夹爪(6.1,6.2)。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,首先将所述附加夹紧装置(5)的所述第一部分(5.1)附接在所述第一轮廓区段(4)的吸力侧或压力侧上,将所述涡轮叶片(1)旋转180度,且然后将所述附加夹紧装置(5)的所述第二部分(5.2)附接在所述第一轮廓区段(4)的所述压力侧或所述吸力侧上。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在所述附加夹紧装置(5)的第一部分(5.1)和第二部分(5.2)中的每个上均设置有操纵销(7),用于利用所述工具主轴抓紧所述第一部分(5.1)和第二部分(5.2)。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述操纵销(7)是中空的。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述附加夹紧装置(5)利用通过所述工具主轴供给的加压流体来夹紧或释放。
9.一种用于涡轮叶片(1)的切削加工的机床,其中所述机床具有用于保持涡轮叶片(1)的可旋转的叶片根部夹紧装置和可旋转的叶片梢部夹紧装置(2),其中所述机床还具有用于卡紧工具的工具主轴,其特征在于,所述机床具有附加夹紧装置(5),该附加夹紧装置(5)由第一部分(5.1)和第二部分(5.2)组成,该第一部分(5.1)和第二部分(5.2)在任何情况下均配备有一个或多个夹爪(6.1,6.2),其中所述附加夹紧装置(5)以所述夹爪(6.1,6.2)安置在与叶片梢部相邻的第一轮廓区段(4)中的方式定位于所述叶片梢部夹紧装置(2)上,所述工具主轴抓紧工具并借助所述工具加工剩余的轮廓区段。
10.根据权利要求9所述的用于涡轮叶片(1)的切削加工的机床,其特征在于,在所述附加夹紧装置(5)的第一部分(5.1)和第二部分(5.2)中的每个上均设置有操纵销(7),用于抓紧所述第一部分(5.1)和第二部分(5.2)。
11.根据权利要求9或10所述的用于涡轮叶片(1)的切削加工的机床,其特征在于,所述附加夹紧装置(5)利用通过所述工具主轴供给的加压流体来夹紧或释放。
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