DE102006036839A1

DE102006036839A1 - Verfahren zum Bürstentgraten von Kanten von Triebwerksschaufeln

Info

Publication number: DE102006036839A1
Application number: DE200610036839
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hennig
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-02-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bürstentgraten von Kanten von Triebwerksschaufeln einer mit Schaufeln 1 versehenen Scheibe 2 einer Gasturbine, wobei die Scheibe 2 um ihre Scheibendrehachse 3 in Drehung versetzt wird, wobei um eine senkrecht zur Scheibendrehachse 3 angeordnete Werkzeugdrehachse 4 eine im Wesentlichen zylinderische, mit Schleifkörnern versehene Entgratbürste 5 in Drehung versetzt wird, wobei die Entgratbürste 5 gegenläufig zur Scheibe 2 in Drehung versetzt wird, wobei die Schnittgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) der Entgratbürste 5 15 bis 20 m/s beträgt, und wobei die Entgratbürste 5 mit Schleifkörnern der Größe 120 mesh bis 180 mesh versehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bürstentgraten von Kanten von Triebwerksschaufeln.
Schaufeln für Triebwerke werden mittels unterschiedlichster Herstellungsverfahren vorgefertigt, beispielsweise durch Gießen, Schmieden oder Fräsen. Nachfolgend erfolgt eine Endbearbeitung der Schaufelkontur, beispielsweise durch Gleitschleifen oder Polieren. Hierdurch werden die Kanten verrundet und die Oberflächengüte verbessert.
Bei den bekannten Verfahren erweist es sich als nachteilig, dass die Fertigung der Schaufelkanten sehr zeitaufwändig ist. Dies trifft insbesondere bei Gleitschleifverfahren zu. Überdies setzen diese voraus, dass die Kanten der Schaufeln konturnah vorgefertigt werden.
Weiterhin werden durch die bekannten Gleitschleif- oder Polierverfahren die kompletten Bauteile bearbeitet. Hierdurch ist es nicht möglich, optimale Prozessparameter zum einen für die Verrundung der Werkstückkanten und zum anderen für die Glättung der Schaufeloberflächen einzustellen.
Somit müssen beim Stand der Technik Kompromisse bei der Wahl der Prozessparameter eingegangen werden.
Weiterhin erweist es sich als nachteilig, dass insbesondere bei Schaufeln bzw. Scheiben in BLISK (Blade Integrated Disc) Bauweise die Zugänglichkeit beim Gleitschleif-Verfahren sehr eingeschränkt ist, so dass die Werkstückkanten ungleichmäßig bearbeitet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Durchführbarkeit optimale Bearbeitungsergebnisse bringt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß werden somit die Werkstückkanten definiert mit einer Entgratbürste bearbeitet. Dabei kann das Werkstück (Scheibe mit Triebwerksschaufeln, insbesondere BLISK-Scheibe) auf einem Maschinentisch in einfachster Weise aufgespannt und in Rotation gebracht werden. Erfindungsgemäß wird die Entgratbürste relativ zur Scheibe bzw. zu den Schaufelkanten positioniert und ebenfalls in Rotation gebracht. Somit kann die Bearbeitung der Schaufelkanten erfolgen.
Die Position der Entgratbürste wird erfindungsgemäß so eingestellt bzw. verfahren, dass über die komplette Schaufelkante eine verrundete Kontur erzeugt wird.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn Schleif-Nylonentgratbürsten mit Siliziumkarbid oder Diamant als Schleifmedium zum Einsatz kommen.
Erfindungsgemäß kann die Bearbeitung trocken oder nass erfolgen, wobei übliche Emulsionen oder Schneidöl eingesetzt werden können.
Abhängig vom Schaufelabstand und der Zugänglichkeit der zu entgratenden Kante kann erfindungsgemäß in einfacher Weise ein geeigneter Durchmesser der Entgratbürste gewählt werden.
Bevorzugterweise beträgt die Schnittgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit der Entgratbürste) 15 bis 20 m/s.
Die Werkstückgeschwindigkeit beträgt im Berich der zu entgratenden Stelle bevorzugterweise 50 bis 75 mm/s.
Bevorzugterweise wird eine Schleifkorngröße von 120 meshbis 180 mesh verwendet.
Die Werkzeugzustellung (Zustellung der Entgratbürste) beträgt ca. 2 bis 3 mm.
Erfindungsgemäß ist es möglich, optimale Prozessparameter zum einen für die Kantenbearbeitung und zum anderen für die Bearbeitung der Schaufeloberfläche einzustellen. Durch die Verwendung einer Entgratbürste ergibt sich eine hohe Zerspanleistung, verglichen mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Gleitschleifen. Es ergeben sich gleichmäßigere Kanten der Schaufeln. Insgesamt reduziert sich die Bearbeitungszeit ganz erheblich.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die höhere Zerspanleistung die Kantenkontur der Schaufeln nicht vorgefertigt werden muss. Auch dies führt zu einer Reduzierung der gesamten Bearbeitungszeit.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 Schematische Darstellung des Kantenprofils vor und nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Triebwerks-Schaufel, welche an einer eine im Wesentlichen zylindrische Grundform aufweisenden Scheibe 2 angeordnet ist. Die Scheibe 2 wird um ihre Scheibendrehachse 3 in Drehung versetzt, so dass sich eine durch den Pfeil A dargestellte Rotationsbewegung des Bauteils ergibt.
Senkrecht zur Scheibendrehachse 3 ist eine Werkzeugdrehachse 4 angeordnet, um welche eine Entgratbürste 5, welche mit abrasiven Partikeln belegt ist, beispielsweise Siliziumkarbid oder Diamant, drehbar ist. Die Drehbewegung des Werkzeugs (Entgratbürste 5) ist durch den Pfeil B dargestellt. Aus der Darstellung ergibt sich, dass die Rotationsbewegungen (Pfeile A und B) gegenläufig zueinander angeordnet sind. Mit dem Pfeil C ist eine Zustellbewegung der Entgratbürste 5 angedeutet.

Claims

Verfahren zum Bürstentgraten von Kanten von Triebwerksschaufeln einer mit Schaufeln (1) versehenen Scheibe (2) einer Gasturbine, – wobei die Scheibe (2) um ihre Scheibendrehachse (3) in Drehung versetzt wird, – wobei um eine senkrecht zur Scheibendrehachse (3) angeordnete Werkzeugdrehachse (4) eine im Wesentlichen zylindrische, mit Schleifkörnern versehene Entgratbürste (5) in Drehung versetzt wird, – wobei die Entgratbürste (5) gegenläufig zur Scheibe (2) in Drehung versetzt wird, – wobei die Schnittgeschwindigkeit der Entgratbürste (5) (Umfangsgeschwindigkeit) 15 bis 20 m/s beträgt, – wobei die Umfangsgeschwindigkeit des Werkstücks (2) im Bereich der zu entgratenden Stelle 50 bis 75 mm/s beträgt und – wobei die Entgratbürste (5) mit Schleifkörnern der Größe 120 mesh bis 180 mesh versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schleifkörner Siliziumkarbid verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schleifkörner Diamantkörner verwendet werden.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses trocken durchgeführt wird.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nass durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratbürste (5) aus einem Nylonmaterial gefertigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratbürste (5) mit einer Zustellung von 2 bis 3 mm relativ zu der zu entgratenden Kante zugestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Schaufeln (1) versehene Stirnseiten) der Scheibe (2) bearbeitet werden.