DE102010001083A1

DE102010001083A1 - Method and device for end milling

Info

Publication number: DE102010001083A1
Application number: DE102010001083A
Authority: DE
Original assignee: Scherer & Partner Engineering Ltd & Co KG; Scherer and Partner Engineering Ltd & Co Kg 60529; Walter AG
Current assignee: Scherer & Partner Engineering Ltd & Co KG; Scherer and Partner Engineering Ltd & Co Kg 60529; Walter AG
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-28
Also published as: WO2011089190A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Fingerstrukturen an einem Werkstück durch Fräsen von Nuten bzw. Nutflanken in dem Werkstück mit Hilfe eines Scheibenfräsers, wobei zwischen den Nuten entsprechend ihrem Abstand ein Fingerprofil entsteht. Um ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Fingerstrukturen mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche eine erhebliche Vereinfachung beim Umstellen auf unterschiedliche Nutbreiten und eine erhebliche Reduzierung der Werkzeugkosten und auch der Rüstzeiten ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Erzeugung der Nuten ein Scheibenfräser verwendet wird, dessen Schneidenkontur eine geringere Breite hat als die zu erzeugenden Nuten.The present invention relates to a method for producing finger structures on a workpiece by milling grooves or groove flanks in the workpiece with the aid of a disk milling cutter, a finger profile being created between the grooves according to their distance. In order to create a method and a device for producing finger structures with the features mentioned at the outset, which enable a considerable simplification when changing over to different groove widths and a considerable reduction in tool costs and also set-up times, the invention proposes that a disc milling cutter be used to produce the grooves is used, the cutting edge contour has a smaller width than the grooves to be produced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Fingerstrukturen an einem Werkstück durch Fräsen von Nuten bzw. Nutflanken und gegebenenfalls Falzen in dem Werkstück mit Hilfe eines Scheibenfräsers, wobei zwischen den Nuten entsprechend ihrem Abstand ein Fingerprofil entsteht.The present invention relates to a method and an apparatus for producing finger structures on a workpiece by milling grooves or groove flanks and optionally folding in the workpiece by means of a disk cutter, wherein a finger profile arises between the grooves according to their spacing.

Entsprechende Verfahren sind im Prinzip seit langem bekannt. Dabei spricht man im Allgemeinen dann von einem Fingerprofil, wenn ein Teil des Werkstücks zwischen zwei benachbarten, parallelen Nuten stehen bleibt, der in der Projektion annähernd an die Form eines Fingers erinnert, den man aber eben so gut auch als „Steg” zwischen zwei benachbarten Nuten bezeichnen könnte, ohne dass die Höhe und die Breite des Stegs dabei in irgendeiner Weise festgelegt sein sollen. Typischerweise haben zwar bei sogenannten Fingerstrukturen die Nuten eine im Vergleich zu ihrem Abstand relativ große Tiefe, so dass sich für den dazwischen bleibenden Steg auch tatsächlich das Profil eines Fingers ergibt, dessen Länge seine Breite im Allgemeinen übersteigt, und typischerweise das zwei- bis fünffache der Breite beträgt, wobei jedoch in soweit keinerlei Einschränkung hinsichtlich der relativen Maße der Stege bzw. Finger vorgenommen werden soll.Corresponding methods have been known in principle for a long time. This is generally referred to as a finger profile when a part of the workpiece between two adjacent parallel grooves remains standing, which in the projection almost reminiscent of the shape of a finger, but just as well as a "bridge" between two adjacent Designate grooves without the height and the width of the web should be determined in any way. Typically, in so-called finger structures, the grooves have a relatively large depth compared to their spacing, so that the profile of a finger whose length generally exceeds its width, and in fact two to five times that of the finger, actually results for the web remaining therebetween Width is, but in so far as no restriction should be made in terms of the relative dimensions of the webs or fingers.

Ein typisches Anwendungsbeispiel für das Erzeugen von Fingerstrukturen betrifft das Herstellen von sogenannten „Fingerfußturbinenschaufeln”. Turbinenschaufeln werden oftmals einstückig mit sogenannten „Fingerfüßen” ausgebildet, die der Verbindung der Turbinenschaufel mit einer Welle oder Nabe dienen, um welche die betreffende Turbinenschaufel drehbar sein soll.A typical application example for the generation of finger structures relates to the manufacture of so-called "fingerfoot turbine blades". Turbine blades are often formed integrally with so-called "finger feet" which serve to connect the turbine blade to a shaft or hub about which the turbine blade is intended to be rotatable.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht von dem unteren bzw. radial inneren Abschnitt einer solchen Turbinenschaufel mit einem entsprechenden Fingerfuß. 1 shows a perspective view of the lower or radially inner portion of such a turbine blade with a corresponding finger foot.

Bei einer Turbine, die in der Regel mit hohen Drehzahlen läuft, ist es besonders wichtig, dass alle Turbinenschaufeln exakt identisch ausgebildet sind, so dass die Turbinenschaufeln in der Turbine eine auf die Turbinenachse bezogene identische Anordnung und Ausrichtung haben und in gleichmäßigen Winkelabständen um die Turbinenachse verteilt sind.In a turbine, which is typically run at high speeds, it is particularly important that all turbine blades are made exactly identical so that the turbine blades in the turbine have an identical arrangement and orientation relative to the turbine axis and at regular angular intervals about the turbine axis are distributed.

Die Turbinenfüße dienen dabei der Verbindung der einzelnen Turbinenschaufeln mit der Turbinennabe. Turbinenschaufeln und Turbinenfüße werden vorzugsweise einstückig hergestellt, wobei die Turbinenschaufel vor der Herstellung der Turbinenfüße vollständig ausgeformt wird, während der Turbinenfuß zunächst nur aus einem einstückig angeformten Materialblock besteht, der seine endgültige Form, insbesondere in Form eines Fingerfußes, erst durch nachträgliche Bearbeitung, d. h. insbesondere durch das Herausfräsen der Fingerstruktur, erhält.The turbine feet serve to connect the individual turbine blades to the turbine hub. Turbine blades and turbine feet are preferably made in one piece, wherein the turbine blade is completely formed prior to the production of the turbine feet, while the Turbinenfuß initially consists only of an integrally molded block of material, its final shape, especially in the form of a finger foot, only by subsequent processing, d. H. in particular by the milling out of the finger structure, receives.

Hierzu wird die Turbinenschaufel in einer fest vorgegebenen Position eingespannt, so dass der Turbinenfuß zur Bearbeitung freiliegt, und anschließend werden entsprechende Fräser an den Turbinenfuß herangeführt, um diesen entsprechend zu bearbeiten.For this purpose, the turbine blade is clamped in a fixed predetermined position, so that the turbine base is exposed for processing, and then corresponding cutters are brought to the turbine base in order to process it accordingly.

Für die effiziente Bearbeitung bzw. Herstellung entsprechender Fingerstrukturen bieten sich Scheibenfräser als die geeigneten Werkzeuge an. Nach dem Stand der Technik werden hierfür Scheibenfräser verwendet, deren Schneidkantenverlauf im Wesentlichen dem herzustellenden Nutenprofil entspricht, wobei insbesondere die die Nutflanken erzeugenden Schneidkanten auf beiden Seiten eines Scheibenfräsers einen der Nutbreite entsprechenden Abstand aufweisen. Auch abgestufte Nutprofile werden auf diese Weise mit Hilfe von Scheibenfräsern hergestellt, deren Schneidenbreite innerhalb eines ersten Scheibenradius größer ist als innerhalb eines zweiten, größeren Radius. Mit einem solchen Scheibenfräser kann allerdings nur ein ganz bestimmtes Profil hergestellt werden, d. h. bei unterschiedlichen Nut- bzw. Fingerprofilen wurden und werden jeweils unterschiedliche Frässcheiben eingesetzt. Dabei werden für eine rationalere Fertigung, zum Beispiel gemäß der DE 102 45 197 , teilweise auch mehrere parallele Frässcheiben gleichzeitig verwendet bzw. mit dem Werkstück in Eingriff gebracht, um auf diese Weise gleichzeitig mehrere parallele Nuten bzw. parallele Fingerstrukturen zu erzeugen.For efficient processing or production of corresponding finger structures, side milling cutters are the most suitable tools. According to the state of the art, disk cutters are used for this purpose whose cutting edge profile substantially corresponds to the groove profile to be produced, wherein in particular the cutting edges generating the groove flanks have a spacing corresponding to the groove width on both sides of a disk milling cutter. Also graded groove profiles are produced in this way with the aid of disc cutters whose cutting width is greater within a first disc radius than within a second, larger radius. With such a side milling cutter, however, only a very specific profile can be produced, ie with different groove or finger profiles were and are used in each case different milling discs. In doing so, for a more rational manufacturing, for example according to the DE 102 45 197 , Sometimes also used a plurality of parallel cutting discs simultaneously or brought into engagement with the workpiece, so as to simultaneously produce a plurality of parallel grooves or parallel finger structures.

Bei Änderung eines Nutprofils oder Fingerprofils war es bei dieser Art von Schneidkanten jeweils notwendig, einen neuen Satz von Frässcheiben zu verwenden oder aber die Schneideinsätze an einem gegebenen Satz von Frässcheiben neu zu justieren und gegebenenfalls auch den Abstand zwischen benachbarten Frässcheiben neu einzustellen.When changing a groove profile or finger profile, it was necessary in each case with this type of cutting edges to use a new set of cutting discs or to readjust the cutting inserts on a given set of cutting discs and, if necessary, to readjust the distance between adjacent cutting discs.

Dies erfordert das Bereithalten eines umfangreichen Vorrats an Werkzeugen.This requires the availability of a large stock of tools.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Fingerstrukturen mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche eine erhebliche Vereinfachung beim Umstellen auf unterschiedliche Nutbreiten und eine erhebliche Reduzierung der Werkzeugkosten und auch der Rüstzeiten ermöglichen.Compared to this prior art, the present invention has the object to provide a method and an apparatus for producing finger structures with the features mentioned, which allow a considerable simplification when switching to different Nutbreiten and a significant reduction in tooling costs and set-up times ,

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Erzeugung der Nuten ein Scheibenfräser verwendet wird, dessen Profil eine geringere Breite hat als die zu erzeugenden Nuten.With regard to the method, this object is achieved in that a disc milling cutter is used to produce the grooves whose profile has a smaller width than the grooves to be produced.

Bei der Verwendung eines entsprechenden Scheibenfräsers, dessen Schneidkantenprofil selbstverständlich dem Flankenprofil einer Nut entsprechen muss, wird eine Nut, gegebenenfalls auch gleichzeitig mehrere Nuten parallel, durch in Eingriffbringen des Scheibenfräsers mit dem betreffenden Werkstück zunächst in einer geringeren Breite hergestellt, als es der endgültigen Nutbreite entspricht, wobei jedoch der Verlauf einer der auf diese Weise erzeugten Nutflanken nach Möglichkeit bereits dem mit diesem Werkzeug zu erzeugenden Sollmaß entspricht. Nachdem die Nut auf diese Weise zunächst mit einem schmaleren Profil hergestellt worden ist, wird die Frässcheibe axial soweit verfahren, dass beim Eintauchen in das Werkstück auch die gegenüberliegende Flanke mit dem für diese Bearbeitungsstufe vorgesehenen Sollmaß hergestellt wird. Gegebenenfalls müsste, falls die Nutbreite mehr als das Doppelte der Breite des Fräserprofils beträgt, der Scheibenfräser auch mehr als zwei Fräsvorgänge zur Herstellung einer Nut durchführen, indem schrittweise die ursprünglich erzeugte Nut jeweils um etwas weniger als die Breite des Profils des Scheibenfräsers erweitert wird, bis in einem letzten Frässchritt das Sollmaß der der ersten Nutflanke gegenüberliegenden Nutflanke erreicht ist.When using a corresponding disc milling cutter whose cutting edge profile must of course correspond to the flank profile of a groove, a groove, possibly also several grooves parallel, is first produced by engaging the disc cutter with the relevant workpiece in a smaller width than corresponds to the final groove width However, wherein the course of one of the groove flanks produced in this way, if possible, already corresponds to the desired dimension to be generated with this tool. After the groove has been made in this way initially with a narrower profile, the milling disc is axially moved so far that when immersed in the workpiece and the opposite edge is prepared with the measures provided for this stage processing target size. If necessary, if the groove width is more than twice the width of the milling cutter profile, the disk milling cutter would also have to carry out more than two milling operations to produce a groove by progressively expanding the originally produced groove by slightly less than the width of the profile of the disk milling cutter until in a final milling step, the nominal dimension of the groove flank lying opposite the first groove flank is achieved.

Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass gleichzeitig mehrere Nuten bzw. Nutflanken parallel erzeugt werden, d. h. es können beispielsweise mehrere identische Scheibenfräser gemeinsam auf einen Dorn mit einem Mittenabstand verwendet werden, der dem Mittenabstand der zur erzeugenden Nuten bzw. dem Mittenabstand der dadurch erzeugten Finger einer Fingerstruktur entspricht. Die Frässcheiben können dabei wahlweise radial oder tangential zugestellt werden, wobei in dem einen Fall das Zentrum der Frässcheibe in Richtung des Nutgrundes bewegt wird (radiale Zustellung) und im anderen Fall die Fräserachse parallel zu den zu erzeugenden Nutgrund bewegt wird.According to a variant of the present invention, it is provided that a plurality of grooves or groove flanks are generated simultaneously in parallel, d. H. For example, several identical side-milling cutters can be used together on a mandrel with a center distance that corresponds to the center distance of the grooves to be generated or the center distance of the fingers produced thereby from a finger structure. The milling discs can either be delivered radially or tangentially, in which case the center of the milling disc is moved in the direction of the groove base (radial infeed) and in the other case the milling cutter axis is moved parallel to the groove base to be produced.

Das letztgenannte Verfahren kann insbesondere dann bevorzugt sein, wenn starke Änderungen des Drehmomentes während der Bearbeitung des Werkstückes vermieden werden sollen, da bei einer tangentialen Zustellung die Schneidkanten zunächst nur über einen relativ kleinen Winkelsektor hinweg mit dem Werkstück in Eingriff sind, der dann allmählich bis auf einen Maximalwert zunimmt, so dass das erforderliche Drehmoment entsprechend allmählich ansteigt, während beim radialen Zuführen durch in Eingriffbringen der Schneidkanten mit dem Werkstück stärke Drehmomentänderungen zu erwarten sind.The latter method may be particularly preferred when large changes in torque during processing of the workpiece to be avoided because at a tangential delivery, the cutting edges initially only over a relatively small angle sector away with the workpiece engaged, then gradually up to increases a maximum value, so that the required torque gradually increases accordingly, while in the radial feeding by engaging the cutting edges with the workpiece strength torque changes are expected.

Wie bereits erwähnt, werden gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst eine Nut oder parallel mehrere Nuten bzw. deren Nutflanken erzeugt, wobei jeweils eine Flanke einer Nut bzw. der Mehrzahl von Nuten einem Sollmaß entspricht, während die dabei erzeugte gegenüberliegende Flanke von ihrem Sollmaß abweicht, worauf anschließend mindestens ein weiterer Fräsdurchgang an derselben bzw. denselben Nuten erfolgt, bei welchem die Frässcheibe(n) gegenüber dem ersten Fräsdurchgang um einen Betrag axial versetzt ist (sind), der der Abweichung der im ersten Fräsdurchgang erzeugten gegenüberliegenden Flanke von deren Sollmaß entspricht, so dass eine der zuerst erzeugten Flanke neue gegenüberliegenden Flanke mit dem vorgesehenen Sollmaß entsteht.As already mentioned, according to a variant of the method according to the invention, first a groove or a plurality of grooves or their groove flanks are produced, wherein in each case one flank of a groove or the plurality of flutes corresponds to a nominal dimension, while the opposite flank produced thereby deviates from its nominal dimension whereupon at least one further milling passage takes place at the same or the same grooves, in which the milling disc (s) is offset axially relative to the first milling passage by an amount corresponding to the deviation of the opposing flank generated in the first milling passage from its nominal dimension , so that one of the flanks created first new new flank arises with the intended nominal size.

Dabei sollte gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens darauf geachtet werden, dass der axiale Versatz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fräsvorgängen um einen Betrag erfolgt, der kleiner als die Breite des Frässcheibenprofils ist. Dies hat den Zweck, irgendwelche Stufen oder Übergangsabsätze am Nutgrund zu vermeiden bzw. so klein wie möglich zu halten.Care should be taken in accordance with a variant of the method according to the invention that the axial offset between two successive milling operations takes place by an amount which is smaller than the width of the Frässcheibenprofils. This has the purpose to avoid any steps or transitional heels on the groove bottom or to keep as small as possible.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung die aufeinanderfolgende Fräsvorgänge an ein und demselben Werkstück in der gleichen Aufspannung erfolgen. Dies gilt nicht nur für aufeinanderfolgende Schruppvorgänge, die nach dem bereits beschriebenen Verfahren in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten ein für den Schruppvorgang vorgegebenes Sollmaß der Nuten erzeugen, sondern auch für auf das Schruppen folgende Schlichtfräsvorgänge, bei welchen ein nach dem Schruppen noch verbliebenes Aufmaß der Nutflanken und des Nutgrundes mit entsprechenden Schlichtschneiden beseitigt wird, um die Nuten bzw. Nutflanken auf Endmaß zu bringen.It is particularly advantageous if, according to a further variant of the present invention, the successive milling operations take place on the same workpiece in the same clamping. This applies not only to successive roughing operations, which produce according to the method already described in at least two successive steps predetermined for the roughing process nominal dimension of the grooves, but also for roughing following finishing milling operations, in which an after roughing still remaining allowance of the groove flanks and of the groove bottom is removed with appropriate finishing cutting to bring the grooves or groove flanks to final dimensions.

Demzufolge könnten in einer bevorzugten Variante der Erfindung Schruppfrässcheiben und Schlichtfrässcheiben auf demselben Dorn montiert sein, so dass sie einfach durch axiale Verschiebung des Werkstücks bzw. des Dornes parallel zu der Achse des Dornes in ihre jeweilige Arbeitsposition gebracht werden können.Accordingly, in a preferred embodiment of the invention, roughing discs and finish milling discs could be mounted on the same mandrel so that they can be brought into their respective working position simply by axial displacement of the workpiece or mandrel parallel to the axis of the mandrel.

Zweckmäßigerweise können dabei auch mehrere Werkstücke parallel bearbeitet werden, d. h. die Fräsmesserscheibe bzw. Fräsmesserscheiben zum Schlichten können im selben Bearbeitungsschritt mit einem Werkstück in Eingriff gebracht werden, an welchem zuvor ein Schruppfräsvorgang durchgeführt wurde, während gleichzeitig an einem neuen Werkstück ein entsprechender Schruppfräsvorgang ausgeführt wird. Zweckmäßigerweise haben dabei die Schneidenprofile der Frässcheiben für den Schlichtvorgang eine um das zweifache Aufmaß größere Breite als die Schneidkantenprofile der Frässcheiben für das Schruppen, wobei das Aufmaß die Differenz zwischen der Lage einer Nutflanke nach dem Schruppen und dem Endmaß dieser Nutflanke ist.Conveniently, several workpieces can be machined in parallel, ie the Fräsmesserscheibe or Fräsmesserscheiben for finishing can be brought in the same processing step with a workpiece into engagement, on which previously a Schruppfräsvorgang was performed while a corresponding Schruppfräsvorgang is performed simultaneously on a new workpiece. Conveniently, while the cutting profiles of the Frässcheiben for the finishing process a width greater than twice the oversize than the cutting edge profiles of the milling discs for roughing, wherein the allowance is the difference between the position of a groove flank after roughing and the final dimension of this groove flank.

Dies ermöglicht eine äußerst rationelle und präzise Fertigung von Fingerstrukturen, da während jedes Fräsvorganges gleichzeitig jeweils eine Nutflanke einer oder mehrerer Nuten durch Schruppen und eine weitere durch Schlichten hergestellt wird und im nächsten Durchgang die jeweils gegenüberliegende Flanke hergestellt wird. Sofern man mehrere parallele Frässcheiben verwendet, kann auf diese Weise mit je zwei Fräsdurchgängen bzw. Zustellungen der Frässcheibe eine komplette Fingerstruktur fertig gestellt werden.This allows extremely efficient and precise production of finger structures, since during each milling process, one groove flank of one or more grooves is simultaneously produced by roughing and another by finishing, and in the next pass, the respective opposite flank is produced. If one uses several parallel milling discs, a complete finger structure can be completed in this way with two milling passes or deliveries of the milling disc.

Dabei müssen die Frässcheiben nur ein einziges Mal relativ zueinander korrekt eingestellt werden, während anschließend in einer entsprechenden Werkzeugmaschine die auf einem gemeinsamen Dorn aufgespannten Frässcheiben jeweils gemeinsam immer um dieselben Beträge verschoben und zugeführt werden, wobei immer identische Fingerprofile entstehen.In this case, the milling discs must be set correctly only a single time relative to each other, while then in a corresponding machine tool spanned on a common mandrel cutting discs are always moved together by the same amounts and fed, always identical finger profiles arise.

Auf diese Weise kann man in sehr rationeller und schneller Weise exakt übereinstimmende Fingerprofile für eine Vielzahl von Werkstücken, wie z. B. Fingerfüße von Turbinenschaufeln, erzeugen.In this way you can in a very efficient and fast way exactly matching finger profiles for a variety of workpieces, such. B. finger feet of turbine blades produce.

Es versteht sich, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl konstante Nutprofile, als auch Nutprofile mit variierender Breite und entsprechenden Abstufungen zwischen den einzelnen Flankenabschnitten, jedoch ohne Hinterschneidungen, erzeugt werden können, deren Breite entweder gleichbleibend ist oder aber zum Nutgrund hin kontinuierlich oder abgestuft abnimmt.It is understood that with the inventive method both constant groove profiles, as well as groove profiles with varying width and corresponding gradations between the individual edge sections, but without undercuts, can be produced, the width of which is either constant or decreasing towards the bottom of the groove continuously or stepped.

Neben Frässcheiben zum Schruppen und zum Schlichten können zusätzlich auch weitere Frässcheiben bzw. Frässtationen dazwischengeschaltet oder nachgeschaltet sein, welche beispielsweise abgeschrägte Übergänge einer Abstufung der Nutflanken oder die Eckradien des Nutgrundes bearbeiten können.In addition to milling wheels for roughing and finishing, additional milling disks or milling stations can additionally be interposed or connected downstream, which can process, for example, beveled transitions of a gradation of the groove flanks or the corner radii of the groove base.

Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens, welche eine 3-Achsen-NC-Maschine aufweist, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass die Maschine einen entlang der drei zueinander senkrechten Achsen der NC-Maschine unabhängig bewegbaren, und um seine eigene Achse drehbaren Dorn zur Aufnahme mindestens eines Satzes aus mehreren parallelen Frässcheiben aufweist.With regard to the apparatus for carrying out a corresponding method, which has a 3-axis NC machine, the object underlying the invention is achieved in that the machine independently along the three mutually perpendicular axes of the NC machine independently movable, and on its own Has axis rotatable mandrel for receiving at least one set of multiple parallel Frässcheiben.

Dabei können die mehreren parallelen Frässcheiben sowohl gleichartige Frässcheiben, d. h. Scheiben zum Schruppen oder Scheiben zum Schlichten oder aber Scheiben zur Bearbeitung von Übergängen, als auch Scheiben für unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben sein, wie z. B. eine Frässcheibe zum Schruppen und eine Frässcheibe zum Schlichten, und es können auch von jedem Typ mehrere Scheiben auf dem Dorn montiert sein, z. B. ein Satz von mehreren Frässcheiben zum Schruppen und ein weiterer Satz mit Frässcheiben zum Schlichten, und es können gegebenenfalls auch weitere Sätze von Frässcheiben auf demselben Dorn vorgesehen sein, die z. B. Übergangsstufen an abgestuften Nutflanken bearbeiten.In this case, the plurality of parallel cutting discs both similar milling discs, d. H. Washers for roughing or discs for finishing or discs for the treatment of transitions, as well as discs for different processing tasks be such. B. a milling disc for roughing and a cutting disc for finishing, and it can also be of each type several discs mounted on the mandrel, z. B. a set of multiple milling discs for roughing and another set of cutting discs for finishing, and it may optionally be provided on the same mandrel, other sets of cutting discs, the z. B. edit transitional stages on stepped flanks.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat der Dorn mehrere Sätze aus jeweils mehreren parallelen Frässcheiben, wobei die Frässcheiben jedes Satzes den gleichen axialen Mittenabstand untereinander haben. Bevorzugt ist es, wenn jeder Satz von Frässcheiben mindestens drei oder mehr Frässcheiben aufweist, wobei die Abstände jeweils benachbarter Frässcheiben gleich sind.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the mandrel has a plurality of sets of a plurality of parallel milling discs, wherein the cutting discs of each set have the same axial center distance from each other. It is preferred if each set of cutting disks has at least three or more cutting disks, wherein the distances between adjacent cutting disks are the same.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and the associated figures. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Fingerfußes einer Turbinenschaufel, 1 a perspective view of a finger foot of a turbine blade,

2 einen Scheibenfräser nach dem Stand der Technik mit mehreren Frässcheiben zum Schlichten eines Profils gemäß 1, 2 a disc milling cutter according to the prior art with a plurality of cutting discs for finishing a profile according to 1 .

3 schematisch eine Turbinenschaufel, die in eine Spannvorrichtung eingespannt ist sowie die Seitenansicht einer Frässcheibe für die tangentiale Zuführung zu dem Schaufelfuß, 3 1 schematically shows a turbine blade which is clamped in a tensioning device and the side view of a milling disk for the tangential feed to the blade root,

4 einen erfindungsgemäßen Satz von Frässcheiben auf einem gemeinsamen Spanndorn in einer Längsschnittansicht und in einer Seitenansicht, 4 a set of cutting disks according to the invention on a common mandrel in a longitudinal sectional view and in a side view,

5 einen Teilschnitt durch eine Frässcheibe mit einer Fingerstruktur bzw. Nuten unter den Kenngrößen zur Herstellung und Bemaßung entsprechender Nuten, 5 a partial section through a milling disc with a finger structure or grooves under the characteristics for the production and dimensioning of corresponding grooves,

6 schematisch die Kalibrierung eines erfindungsgemäßen Satzes von Frässcheiben, 6 schematically the calibration of a set of milling discs according to the invention,

7 die schrittweise Herstellung einer Sechs-Fingerstruktur mit dazwischen liegenden, abgestuften Nuten mit Hilfe eines Satzes von 3 Frässcheiben gemäß der Erfindung, 7 the stepwise production of a six-finger structure with intermediate stepped grooves by means of a set of 3 milling discs according to the invention,

8 das gleichzeitige zweiseitige Schlichten des Abschnittes einer Fingerstruktur, 8th the simultaneous two-sided sizing of the section of a finger structure,

9 das parallele Schlichten benachbarter Spiegelstrukturen mit zwei Frässcheiben und 9 the parallel finishing of adjacent mirror structures with two milling disks and

10 einen entsprechenden Schlichtvorgang mit einer einzigen Frässcheibe. 10 a corresponding finishing process with a single milling disc.

Es versteht sich, dass die Figuren allesamt nur schematische Darstellungen sind und jeweils nicht die exakten relativen Maße und Proportionen korrekt wiedergeben, auch wenn die Proportionen näherungsweise mit den tatsächlichen Gegenständen übereinstimmen.It is understood that the figures are all only schematic representations and each does not accurately reflect the exact relative dimensions and proportions, even if the proportions approximately match the actual objects.

1 zeigt einen radial inneren Endabschnitt einer Turbinenschaufel, wobei die Turbinenschaufel weggebrochen dargestellt ist, während der Turbinenfingerfuß im wesentlichen vollständig wiedergegeben ist. 1 shows a radially inner end portion of a turbine blade, wherein the turbine blade is shown broken away, while the turbine finger foot is substantially completely reproduced.

Der hier dargestellte Turbinenfingerfuß besteht aus vier Fingern mit dazwischen angeordneten, abgestuften Nuten, die aus einem Keilstumpf-förmigen Block herausgefräst wurden, der mit der Turbinenschaufel einstückig hergestellt ist.The turbine finger base shown here consists of four fingers with stepped grooves interspersed from a wedge-shaped block machined integrally with the turbine blade.

Die zugehörige Turbinennabe weist jeweils mehrere parallele Kreisscheiben auf, deren Profil in einem Axialschnitt gesehen dem Querschnittsprofil der Nuten 3 entspricht, wobei zwei äußere Kreisscheiben nur einseitig ein entsprechendes Flankenprofil aufweisen und die äußeren Finger 2a und 2d des Turbinenfingerfußes nach 1 von außen erfassen. Miteinander fluchtende Bohrungen 4 sowohl in den Fingern 2a bis 2d des Turbinenfingerfußes 2 als auch in den parallelen Kreisscheiben einer Turbinennabe dienen der positionsgenauen und starren Befestigung des Turbinenblattfingerfußes 2 an den entsprechenden Nabenscheiben bzw. der Nabe eines Turbinenrades.The associated turbine hub in each case has a plurality of parallel circular disks whose profile, viewed in an axial section, corresponds to the cross-sectional profile of the grooves 3 corresponds, wherein two outer circular discs only on one side have a corresponding edge profile and the outer fingers 2a and 2d of the turbine finger foot 1 from the outside. Co-aligned holes 4 both in the fingers 2a to 2d of the turbine finger foot 2 as well as in the parallel circular disks of a turbine hub serve the positionally accurate and rigid attachment of the turbine blade finger base 2 at the corresponding hub disks or the hub of a turbine wheel.

2 zeigt einen herkömmlichen Scheibenfräser, wie er beispielsweise zur Herstellung des endgültigen Profils des Turbinenfingerfußes nach 1 durch Schlichten der Nutflanken und des Nutgrundes verwendet wurde. Dabei entspricht die durch den Querschnitt der Frässcheiben angedeutete Schneidkantenkontur, das heißt die Projektion des Schneidkantenverlaufs der an den Frässcheiben montierten Schneideinsätze in eine gemeinsame, die Achse enthaltende Ebene, genau dem Profil der Nuten 3. 2 shows a conventional side milling cutter, as for example, for producing the final profile of the turbine finger foot after 1 was used by finishing the groove flanks and the groove bottom. The cutting edge contour indicated by the cross section of the cutting disks, that is to say the projection of the cutting edge profile of the cutting inserts mounted on the milling disks into a common plane containing the axis, exactly corresponds to the profile of the grooves 3 ,

Dementsprechend musste herkömmlich für jeden Typ von Fingerfuß abhängig von den konkreten Maßen der Finger bzw. Nuten ein eigener Satz von Frässcheiben bereitgestellt werden, was die Werkzeugkosten enorm erhöhte und auch aufwendige Umrüst- und Montagezeiten zur Folge hatte.Accordingly, conventionally, a separate set of milling discs had to be provided for each type of finger base depending on the specific dimensions of the fingers or grooves, which enormously increased the tool costs and also resulted in complicated conversion and assembly times.

3 zeigt noch eine entsprechende Spannvorrichtung 30 zusammen mit einem Frässcheibensatz 42 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der entsprechende Frässcheibensatz wird im Zusammenhang mit den folgenden Figuren noch genauer beschrieben, hat aber eine ähnliche Grundstruktur wie der Frässcheibensatz nach 2, d. h. er besteht aus mehreren parallelen Frässcheiben. 3 still shows a corresponding tensioning device 30 together with a cutter disc set 42 according to the present invention. The corresponding Frässcheibensatz will be described in more detail in connection with the following figures, but has a similar basic structure as the Frässcheibensatz after 2 ie it consists of several parallel milling discs.

Die Spannvorrichtung 30 besteht aus einer Grundplatte 31, auf welcher eine Schaufelkopfspanneinheit 32 sowie eine Schaufelfußspanneinheit 35 montiert sind. Für den Fingerfuß 2 ist zusätzlich noch eine Fußunterstützung 34 vorgesehen. Die Schaufelkopfspanneinheit umfasst auch noch ein Schaufeldeckblatt 32, welches das freie Ende einer Turbinenschaufel 1 aufnimmt und festhält. Mit Hilfe des Schaufeldeckblattes wird eine eindeutige Orientierung des Schaufelblattes 1 bezüglich der Lage und des Verlaufes der Fingernuten 3 in dem Fingerfuß 2 sichergestellt, wobei die Nuten vorzugsweise durch einen tangentialen Vorschub des Scheibenfräsers 42 hergestellt werden. Die maximale Tiefe T der Nuten, die mit einem solchen Scheibenfräser hergestellt werden können, entspricht der Durchmesserdifferenz zwischen dem Außendurchmesser der Frässcheiben, genauer gesagt dem Umfangsradius der äußersten Schneiden, und einem inneren Bund der auf einem Dorn 41 montierten Frässcheiben 42, 43.The tensioning device 30 consists of a base plate 31 on which a blade head clamping unit 32 and a blade rooting unit 35 are mounted. For the fingerfoot 2 is additionally a foot support 34 intended. The blade head clamping unit also includes a blade cover sheet 32 , which is the free end of a turbine blade 1 absorbs and holds. With the help of the blade cover sheet is a clear orientation of the airfoil 1 concerning position and course of finger grooves 3 in the fingerfoot 2 ensured, wherein the grooves preferably by a tangential feed of the disc cutter 42 getting produced. The maximum depth T of the grooves that can be made with such a side milling cutter, corresponds to the difference in diameter between the outer diameter of the Frässcheiben, more precisely, the circumferential radius of the outermost cutting, and an inner collar of the on a mandrel 41 assembled milling discs 42 . 43 ,

Alle Turbinenschaufeln werden in exakt der gleichen Aufspannung gefertigt, so dass sämtliche Turbinenschaufeln nach der Fertigstellung identisch übereinstimmen, insbesondere also die Position und Orientierung der Finger des Fingerfußes 2 bezüglich der Ausrichtung der Turbinenschaufel 1 für alle Schaufeln identisch ist.All turbine blades are manufactured in exactly the same setting so that all turbine blades coincide identically after completion, ie in particular the position and orientation of the fingers of the finger foot 2 with respect to the orientation of the turbine blade 1 is identical for all blades.

4 zeigt eine erfindungsgemäße Fräsvorrichtung, die aus einem Dorn 41 besteht, auf welchem ein oder mehrere Scheibenfräsersätze 42, 43 montiert sein können, wobei im vorliegenden Fall zwischen Schruppfräsern 42 und Schlichtfräsern 43 unterschieden wird und die Schlichtfräser 43 ihrerseits noch in Fräser 43a, 43b und 43c unterschieden werden, die nachstehend noch genauer beschrieben werden. 4 shows a milling device according to the invention, which consists of a mandrel 41 exists on which one or more Scheibenfräsersätze 42 . 43 can be mounted, in the present case between roughing cutters 42 and finishing milling 43 is distinguished and the finishing cutters 43 in turn, still in cutters 43a . 43b and 43c be distinguished, which will be described in more detail below.

Die einzelnen Frässcheiben und Scheibenfräsersätze werden durch entsprechenden Distanzringe, die gegebenenfalls auch einstellbar sein können, auf einem bestimmten, durch die Geometrie der Fingerfüße und die Anordnung der einzelnen Arbeitsstationen einer Dreiachsen-Fräsmaschine, auf welcher diese Werkzeuge angeordnet sind, festgelegt. Der rechte Teil der 4 ist eine stirnseitige Ansicht auf einen entsprechenden Satz von Scheibenfräsern. Der Spanndorn 41 wird über mehrere Stützlager 44 an einem Werkzeugzwischenträger 45 gehalten und kann im übrigen mit einer entsprechenden Antriebseinheit der Fräsmaschine in Eingriff gebracht werden, wodurch der Spanndorn zusammen mit den Frässcheiben 42, 43 um seine Achse 47 in Rotation versetzt wird.The individual Frässcheiben and Scheibenfräsersätze be determined by appropriate spacers, which may optionally be adjustable to a certain, by the geometry of the finger feet and the arrangement of the individual workstations of a three-axis milling machine on which these tools are arranged. The right part of the 4 is an end view of a corresponding set of disk cutters. The mandrel 41 is over several support bearings 44 on a tool carrier 45 and, moreover, with a corresponding Drive unit of the milling machine are engaged, whereby the mandrel together with the milling discs 42 . 43 around his axis 47 is set in rotation.

Die Zustellung der Scheibenfräser 42, 43 zu dem Werkstück, d. h. insbesondere zu dem eingespannten und abgestützten Fingerfuß 2, erfolgt dann vorzugsweise in tangentialer Richtung, wie in 3 dargestellt. Dabei können die einzelnen Frässcheiben 42 bzw. 43a, 43b und 43c nacheinander an entsprechenden Positionen mit dem Fingerfuß 2 in Eingriff gebracht werden. 5 veranschaulicht die wesentlichen Kenndaten einer Fingerfrässcheibe und der damit hergestellten Nuten.The delivery of the side milling cutters 42 . 43 to the workpiece, ie in particular to the clamped and supported finger foot 2 , then takes place preferably in the tangential direction, as in 3 shown. The individual milling discs can do this 42 respectively. 43a . 43b and 43c successively in appropriate positions with the finger foot 2 be engaged. 5 illustrates the essential characteristics of a finger milling disc and the grooves produced therewith.

Man erkennt im linken Teilbild der 5 das Profil eines Scheibenfräsers, dessen Schneidbreite SBA der Breite der Wendeschneidplatte plus einer Breitenzugabe BZ entspricht, wobei die Breitenzugabe kleiner als die Plattenbreite ist und höchsten der Plattenbreite abzüglich des zweifachen Axialmaßes eines Eckenradius bzw. einer Eckenabschrägung entspricht. Dies gilt selbstverständlich nur für den Fall, dass die gesamte Schnittbreite der Frässcheibe durch zwei Platten bzw. zwei Reihen von entlang des Umfangs der Frässcheibe angeordneten Schneidplatten, die innerhalb einer Reihe jeweils äquivalente Positionen an den Ecken des Frässcheibenprofils einnehmen, gebildet wird. Mit zusätzlichen Schneidplatten oder Reihen von Scheidplatten, die entlang des Umfanges einer Frässcheibe anzuordnen wären, können selbstverständlich im Prinzip auch beliebige größere Nutbreiten erzielt werden, wobei benachbarte Platten bzw. Reihen von Platten in axialer Richtung immer eine gewisse Überdeckung haben sollten, um an den Übergängen Stufen oder Riefen in der Grundfläche der erzeugten Nut zu vermeiden.One recognizes in the left partial picture the 5 the profile of a disc milling cutter whose cutting width SBA corresponds to the width of the indexable insert plus a width addition BZ, wherein the width addition is smaller than the plate width and highest of the plate width minus twice the axial dimension of a corner radius or a corner bevel corresponds. Of course, this only applies to the case where the entire cutting width of the milling disk is formed by two plates or two rows of cutting plates arranged along the circumference of the milling disk, which occupy respectively equivalent positions at the corners of the milling disk profile within a row. With additional cutting plates or rows of cutting plates, which would be to be arranged along the circumference of a milling disc, of course, in principle, any larger groove widths can be achieved, with adjacent plates or rows of plates in the axial direction should always have a certain overlap to at the transitions To avoid steps or grooves in the base of the groove produced.

Im rechten Teilbild der 5 sind die mit einem gegebenen Fräserprofil zu erzeugenden Nuten dargestellt, wobei die minimale Nutbreite NGBK durch die Schneidkantenkontur der am Umfang des Fräsers angeordneten Schneidplatten vorgegeben ist. Durch mehrfaches Eintauchen des Scheibenfräsers, gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Eintauchtiefen, lässt sich das dargestellte, abgestufte Profil erzeugen, was später noch genauer beschrieben wird. Ganz rechts in 5 ist eine Nut 3 dargestellt, die an ihrem Grund eine maximale Breite hat, soweit diese Breite mit maximal 2 Einstichen bzw. Fräsdurchgängen erzeugt werden soll.In the right part of the image 5 are the grooves to be produced with a given cutter profile, wherein the minimum groove width NGBK is determined by the cutting edge contour of the cutter located on the periphery of the cutter. By repeated dipping of the disc milling cutter, possibly also with different immersion depths, the illustrated, stepped profile can be produced, which will be described in more detail later. Far right in 5 is a groove 3 shown, which has a maximum width at its bottom, as far as this width is to be produced with a maximum of 2 punctures or Fräsdurchgängen.

6 zeigt anschaulich das Verfahren der genauen Einstellung eines Satzes von Frässcheiben auf einer entsprechenden Dreiachsen-NC-Maschine. Zur genauen Einstellung der relativen Positionen wird ein Satz aus drei Frässcheiben 42 an die linken, rechten und zentralen Außenkonturen des Fingerfußblockes 2 herangefahren, in welchem die herzustellenden Nuten 3 gestrichelt eingezeichnet sind. Beim Heranfahren von links an den Fingerfußblock 2 tritt die am weitesten rechts liegende Frässcheibe bzw. deren radialen Schneidkanten zuerst mit dem Fingerfußblock 2 in Kontakt, wobei die bei Auftreten dieses Kontaktes erreichte Position für die entsprechende Achse der NC-Maschine registriert wird. Beim Heranfahren von rechts treten als erste die Schneidkanten der am weitesten links liegenden Frässcheiben mit dem Fingerfußblock 2 in Kontakt, und auch hier wird wieder die beim ersten Auftreten des Kontaktes erreichte Position der betreffenden Achse registriert und gespeichert. Schließlich erfolgt noch ein Heranfahren des Satzes von drei Frässcheiben in radialer Richtung (bezogen auf die radiale Richtung der Frässcheiben) an den Fingerfußblock 2, wobei die Umfangsschneiden aller drei identisch eingestellter Frässcheiben mit der Oberfläche des Fingerfußes 2 in Kontakt treten sollten. Auch hier wird die Kontaktposition erfasst und registriert, so dass in der Maschine alle Daten für die Positionierung und das Eintauchen der Frässcheiben in den Fingerfußblock erfasst und registriert sind und die entsprechenden Konturen der Nuten 3 auf diese Weise durch Eingeben der entsprechend relativen Koordinaten automatisch hergestellt werden können. Dieser Vorgang des Nutenfräsens wird nun im Einzelnen in 7 in den mit a bis k bezeichneten Teilfiguren wiedergegeben. 6 clearly shows the method of accurately setting a set of milling discs on a corresponding three-axis NC machine. For precise adjustment of the relative positions, a set of three milling discs 42 to the left, right and central outer contours of the fingerfoot block 2 moved up in which the grooves to be produced 3 dashed lines are shown. When approaching from the left to the fingerfoot block 2 The rightmost cutter disk or its radial cutting edges first comes into contact with the fingerfoot block 2 in contact, wherein the position reached at the occurrence of this contact is registered for the corresponding axis of the NC machine. When approaching from the right, the cutting edges of the leftmost milling discs are the first to enter with the finger foot block 2 in contact, and here again the position of the respective axis reached when the contact first occurs registered and stored. Finally, the set of three cutting discs in the radial direction (based on the radial direction of the cutting discs) approaches the finger-foot block 2 , wherein the peripheral cutting edges of all three identically adjusted cutting discs with the surface of the finger foot 2 should contact. Again, the contact position is detected and registered, so that in the machine all data for the positioning and immersion of the cutting discs in the finger base block are detected and registered and the corresponding contours of the grooves 3 can be made automatically in this way by inputting the corresponding relative coordinates. This process of slot milling is now described in detail in 7 reproduced in the subfigures designated a to k.

In einem ersten Schritt a werden die drei Frässcheiben 42 so positioniert, dass sie an dem Fingerfußblock 2 die mit schwarzen, durchgezogenen Linien hergestellte Kontur, d. h. zwei entsprechende Nuten und einen Falz an der Außenseite des Fingerfußblockes 2, herstellen. Beim zweiten Durchfahren werden erneut zwei weitere Nuten und ein Falz auf der Außenseite ausgefräst, wobei man in 7b auch die zuvor in Schritt a hergestellte Kontur anhand der durchgezogenen schwarzen Linien deutlich erkennt. In Schritt c durchfahren die drei Frässcheiben wieder den Bereich der in Schritt a hergestellten Nuten, jedoch um einen axialen Differenzbetrag versetzt, um den entsprechend breiteren, äußeren Nutenabschnitt des Fingerfußprofils herzustellen. Dabei wird auch der in Schritt a nur schwach ausgebildete Falz auf der Außenseite des linken Fingers in axialer Richtung vertieft. In Schritt d erfolgt analog eine Verbreiterung der in Schritt b hergestellten Nuten, wobei man in dem Teilbild d wieder die in Schritt c hergestellten, breiteren Nuten anhand der durchgezogenen Linien deutlich erkennen kann. Der Falz an der Außenseite des rechten Fingers hatte bereits in Schritt die notwendige axiale Tiefe erhalten. Das in den Schritten a bis d hergestellte Profil ist schließlich in 7e wiedergegeben.In a first step a, the three milling discs 42 positioned so that it is at the fingerfoot block 2 the contour made with black, solid lines, ie two corresponding grooves and a fold on the outside of the finger foot block 2 , produce. The second pass through again two more grooves and a rebate on the outside milled, where in 7b Also clearly recognizes the previously prepared in step a contour on the solid black lines. In step c, the three milling discs again pass through the region of the grooves produced in step a, but offset by an axial difference, to produce the correspondingly wider, outer groove portion of the finger foot profile. In this case, the only weakly formed in step a fold on the outside of the left finger is deepened in the axial direction. In step d, a broadening of the grooves produced in step b is carried out analogously, it being possible to clearly recognize in the partial image d the wider grooves produced in step c on the basis of the solid lines. The fold on the outside of the right finger had already received the necessary axial depth in step. The profile produced in steps a to d is finally in 7e played.

Gemäß den Darstellungen in den Teilbildern 7f bis i werden dann in weiteren vier Schritten die tieferen und schmaleren Nutabschnitte hergestellt, wobei auch hier schrittweise zunächst alle linken Flanken der Nuten und des einen Falzes auf der rechten Seite hergestellt werden (Schritte f und g), während in den Schritten h und i der Fräser wiederum einen (gegenüber dem Versatz von Schritt a zu c kleineren) axialen Betrag nach rechts versetzt wird, um die endgültige Nutkontur und damit auch die endgültige Fingerstruktur gemäß 7k herzustellen.According to the illustrations in the partial pictures 7f to i then the deeper and narrower groove sections are produced in four additional steps, whereby here, too, all the left-hand step-by-step steps are progressively made Flanks of the grooves and the one fold on the right side are produced (steps f and g), while in steps h and i, the cutter is again offset to the right (compared to the offset from step a to c smaller) axial amount to the final groove contour and thus the final finger structure according to 7k manufacture.

Die Struktur gemäß 7k enthält jedoch noch ein gewisses Aufmaß, d. h. die Nuten haben noch nicht ihr Endmaß erreicht, das letztlich durch Schlichten hergestellt wird, wobei das Schlichten ebenfalls in 8 Schritten in völlig analoger Weise zu der Darstellung in den Teilbildern 7a–i erfolgen kann.The structure according to 7k However, there is still some oversize, ie the grooves have not yet reached their final dimension, which is ultimately produced by sizing, the sizing also being done in 8 steps in a completely analogous manner to the representation in the sub-images 7a -I can be done.

8 zeigt demgegenüber eine andere Variante des Schlichtfräsens, die allerdings in dieser Form grundsätzlich auch für das Schruppfräsen verwendet werden könnte. Dabei sind zwei Frässcheiben 43 so eingestellt, dass der lichte Abstand zwischen ihren Schneiden genau der Breite des Endgliedes der jeweiligen Finger entspricht und die Frässcheiben fahren jeweils über die zuvor mit einem gewissen Aufmaß hergestellten Finger hinweg, um die endgültige Breite der Endglieder der Finger herzustellen. 8th In contrast, shows another variant of the finishing milling, which, however, in principle could also be used in this form for roughing milling. There are two milling discs 43 set so that the clear distance between their cutting corresponds exactly to the width of the end member of the respective fingers and the cutting discs each pass over the previously made with a certain allowance finger to produce the final width of the end members of the fingers.

9 zeigt eine Variante eines Schlichtverfahrens, bei welchem die beiden Frässcheiben 43 mit ihren Schneiden auf einen Abstand eingestellt werden, der dem Wiederholabstand der Endglieder der Finger entspricht. Dabei werden in einem ersten Durchgang (linkes Teilbild der 9) nacheinander zunächst die linksseitigen Flächen der Finger hergestellt und dann im zweiten Schritt (rechtes Teilbild der 9) die rechtsseitigen Flanken. 9 shows a variant of a sizing process, in which the two milling discs 43 be set with their cutting to a distance corresponding to the pitch of the end members of the fingers. In this case, in a first pass (left partial image of the 9 ) successively first the left - side surfaces of the fingers and then in the second step (right partial image of the 9 ) the right flanks.

10 zeigt einen entsprechenden Schlichtvorgang mit einer einzigen Frässcheibe, die nacheinander die linken und rechten Flanken jedes einzelnen Fingers auf Endmaß bringt. 10 shows a corresponding finishing process with a single milling disc, which successively brings the left and right flanks of each finger to final dimensions.

Der Nutgrund und die Abstufungen, die jeweils mit einer 45°-Fase versehen sind, können durch getrennte Frässcheiben hergestellt werden, die ausschließlich die Ecken am Grund der Nuten und/oder die Fasen in den Übergangsstufen von den dickeren Grundgliedern bis zu den schlankeren Endgliedern der Finger herstellen.The groove bottom and the gradations, each provided with a 45 ° bevel can be made by separate Frässcheiben that only the corners at the bottom of the grooves and / or the chamfers in the transition stages of the thicker base members to the slimmer end of the Make a finger.

Die verschiedenen Frässcheibentypen, die hierzu verwendet werden können, sind in der bereits teilweise beschriebenen 4 dargestellt, wobei die Gruppe von drei Schruppfräsern 42 entsprechend dem in 7 beschriebenen Verfahren die Grundkonturen der Fingerstruktur mit Aufmaß herstellt, während die Frässcheibe 43a für das Herstellen der 45°-Fase an den Abstufungen zwischen Grundglied und Endglied der Fingerstrukturen verwendet wird, der Fräser 43b Schneidelatten mit einem entsprechenden Eckenradius hat, um die Ecken am Grund der Nuten herzustellen und die Frässcheibe 43c schließlich Schneidplatten aufweist, deren Schneidkantenkontur der gewünschten Kontur an den Außenflanken beim Übergang von den äußeren Grundgliedern zu dem verbleibenden Teil des Fingerfußblockes entspricht. Es versteht sich, dass die einzelnen Frässcheiben 43a und 43b auch jeweils durch eine Gruppe von zwei oder drei Frässcheiben ersetzt werden könnten.The various types of milling discs that can be used for this purpose are already partially described 4 shown, where the group of three roughing cutters 42 according to the in 7 described method makes the basic contours of the finger structure with allowance, while the milling disc 43a is used for making the 45 ° bevel at the gradations between the base member and end member of the finger structures, the cutter 43b Cutting battens with a corresponding corner radius has to make the corners at the bottom of the grooves and the milling disc 43c finally cutting inserts, the cutting edge contour of the desired contour on the outer edges during the transition from the outer base members corresponds to the remaining part of the Fingerfußblockes. It is understood that the individual milling discs 43a and 43b each could be replaced by a group of two or three milling discs.

In 4 nicht dargestellt ist eine Frässcheibe oder eine Gruppe von Frässcheiben zum Schlichten, die vor dem Herstellen der Abrundungen und Abschrägungen am Nutgrund oder an Übergangsstufen das Aufmaß an den Nutflanken entfernen sollten. Die Anordnung aller Frässcheiben an einem einzigen Dorn hat den Vorteil, dass der Fingerfuß der Turbinenschaufel sämtliche Fräsvorgänge in derselben Aufspannung nacheinander durchlaufen kann, was eine Produktion mit geringst möglichen Toleranzabweichungen erlaubt.In 4 not shown is a milling disc or a group of milling discs for finishing, which should remove the allowance at the groove edges before making the rounding and bevels on the groove base or at transition stages. The arrangement of all the cutting discs on a single mandrel has the advantage that the finger blade of the turbine blade can pass through all the milling operations in the same setup sequentially, allowing production with the lowest possible tolerance deviations.

Grundsätzlich ist es also mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich und auch vorgesehen, die einzelnen Bearbeitungsschritte an einem Fingerfuß bzw. einem Fingerfußblock nacheinander in derselben Aufspannung auszuführen, d. h. zunächst zu schruppen, dann zu schlichten und schließlich die Eckradien und Fasen herzustellen, wobei es jedoch außerdem möglich ist, mehrere Fingerfußblöcke nebeneinander in einem vorgegebenen Abstand anzuordnen und die Positionen der Frässcheiben der verschiedenen Frässtufen entsprechend einzustellen, so dass in dem selben Arbeitsvorgang durch die verschiedenen, auf dem selben Dorn montierten Frässcheiben verschiedene Fingerfußblöcke in unterschiedlichen Bearbeitungsstadien weiterbearbeitet werden. Es versteht sich, dass es dann zweckmäßig wäre, wenn jede der Stufen mit einer ausreichenden Anzahl von Frässcheiben bestückt ist, um in der selben Anzahl von Schritten um bei dem Beispiel der 4 zu bleiben, würde man dann neben der Gruppe von drei Schruppscheiben auch drei Schlichtscheiben, eine Gruppe von zwei Scheiben für den Nutgrund, drei Scheiben für die Abstufungen der Nutflanken und Falzflanken und jeweils eine Scheibe für den kleine Eckradius am unteren Ende der Falzflanken benötigen, um jeweils in einem Durchgang von 8 Schritten gemäß 7 eine komplette Kontur eines Fingerfußprofils mit Endmaßen fertig zu stellen.In principle, it is thus possible and also provided with the method according to the invention to carry out the individual processing steps on a finger foot or a finger foot block one after the other in the same clamping, ie first to rough, then to finish and finally to produce the corner radii and chamfers, but it is also possible is to arrange several fingerfoot blocks next to each other at a predetermined distance and to adjust the positions of the milling discs of the different burrs accordingly, so that in the same operation by the different, mounted on the same mandrel cutting discs different fingerfoot blocks are processed in different stages of processing. It is understood that it would be useful if each of the stages is equipped with a sufficient number of Frässcheiben to in the same number of steps in the example of 4 To stay, you would then in addition to the group of three roughing discs also need three sizing discs, a group of two discs for the groove base, three discs for the gradations of the groove flanks and rabbet edges and one disc for the small corner radius at the lower end of the rebate edges each in a single pass of 8 steps according to 7 Complete a complete contour of a finger foot profile with final dimensions.

Dabei ist es außerdem möglich, das genaue Profil, d. h. die konkreten Breiten und Tiefen der einzelnen Nuten und Finger, mit dem selben Satz von Frässcheiben zu variieren, indem einfach der Dorn in axialer und radialer Richtung entsprechend mehr oder weniger weit verfahren wird. Dadurch reduzieren sich die Werkzeugkosten ganz beträchtlich, da nur ein Typ von Frässcheiben für eine große Vielzahl unterschiedlicher Nut- bzw. Fingerfuß-Profile verwendet werden kann.It is also possible to vary the exact profile, ie the specific widths and depths of the individual grooves and fingers, with the same set of milling discs by simply moving the mandrel in the axial and radial directions more or less correspondingly. This reduces the tool costs quite considerably, since only one type of milling discs for a large Variety of different groove or finger-foot profiles can be used.

Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings and dependent claims, even though they have been specifically described only in connection with certain further features, both individually and can be combined in any combination with other features or feature groups disclosed herein, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. On the comprehensive, explicit representation of all conceivable combinations of features and the emphasis on the independence of the individual characteristics of each other is omitted here only for the sake of brevity and readability of the description.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10245197 [0008]

Claims

A method for generating finger structures on a workpiece by milling grooves or groove flanks in the workpiece by means of a disc cutter, wherein between the grooves according to their distance a finger profile is formed, characterized in that for generating the grooves, a disc cutter is used, the cutting contour of a smaller width than the grooves to be produced.

A method according to claim 1, characterized in that simultaneously a plurality of grooves or groove flanks are generated in parallel

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in a first milling passage, first a groove or grooves or their groove flanks are generated in parallel, wherein each edge of a groove corresponds to a nominal dimension, while the opposing edge generated thereby deviates from its nominal size, and in that subsequently at least one further milling passage takes place at the same groove (s) in which the milling disc (s) is offset axially relative to the first milling passage by an amount equal to the deviation of the opposite flank produced in the first milling passage corresponds to their nominal size, so that a new opposite edge is formed with the intended nominal size.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the axial offset between two successive Schruppfräsvorgängen takes place by an amount which is smaller than the width of the Frässcheibenprofils and in particular at most the width of the cutting contour of the Frässcheibe minus twice the axial dimension of a corner rounding or bevel used cutting inserts on Frässcheibenumfang corresponds.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the successive milling operations take place on one and the same workpiece in the same clamping.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that roughing and finishing milling operations take place successively in the same clamping, wherein the nominal dimensions of the groove flanks and the groove base during finishing milling deviate by an allowance from the corresponding desired dimensions during rough milling.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a stepped groove edge profile is produced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transition to the groove bottom and stepped transitions of the groove flank profile are rounded or bevelled.

Apparatus for carrying out a method according to one of claims 1 to 8, comprising a 3-axis NC machine, characterized in that the machine has a mandrel movable along three mutually perpendicular axes and rotatable about its own axis for receiving at least one set of several having parallel milling discs.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the mandrel comprises a plurality of sets of a plurality of parallel milling discs, wherein the cutting discs of each set have the same axial distance from each other.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that a set of milling discs has at least 3 milling discs, wherein the distances of each adjacent cutting discs are the same.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that roughing and finishing cutters are mounted at a distance one behind the other on the same mandrel.