DE1272089B

DE1272089B - Method and device for surface machining of blanks for turbine blades or propeller blades

Info

Publication number: DE1272089B
Application number: DE19641272089
Authority: DE
Inventors: Sten Gunnar Winquist
Original assignee: Nydqvist and Holm AB
Current assignee: Nydqvist and Holm AB
Priority date: 1964-01-08
Filing date: 1964-01-08
Publication date: 1968-07-04

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächenbearbeiten von Rohlingen für Turbinenschaufeln oder Propellerflügel Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oberfiächenbearbeiten von Rohlingen für Turbinenschaufeln oder Propellerflügel durch Kopierfräsen und nachfolgendes Schleifen.Method and device for surface machining of blanks for turbine blades or propeller blades The invention relates to a method and a device for surface machining blanks for turbine blades or propeller blades by copy milling and subsequent grinding.

Derartige Bearbeitung solcher Rohlinge in einer Kopierfräsmaschine oder in einer Kopierhobelmaschine unter Anwendung von beispielsweise hydraulischen Servosystemen, welche das Werkzeug in übereinstimmung mit der Abtastung eines Kopiermodells durch einen Kopierstift steuern, ist bekannt.Such processing of such blanks in a copy milling machine or in a copy planer using, for example, hydraulic ones Servo systems that control the tool in accordance with the scanning of a copy model control by a copy pen is known.

Ferner ist bekannt, daß durch die Anwendung von mehreren Werkzeugen und die gleichzeitige Bearbeitung des Werkstücks auf beiden Seiten eine große Bearbeitungskapazität erreicht werden kann. Dabei läßt man zweckmäßigerweise beide Werkzeuge ein und dieselbe Stelle des Werkstücks gleichzeitig bearbeiten, weil dadurch ein Einfedern des Werkstücks vermieden wird.It is also known that through the use of multiple tools and the simultaneous machining of the workpiece on both sides has a large machining capacity can be reached. It is advisable to leave both tools one and the same Process point of the workpiece at the same time, because this causes a deflection of the workpiece is avoided.

Nach der Bearbeitung durch Fräsen oder Hobeln muß das Werkstück geschliffen werden, was entweder von Hand oder in einer besonderen Schleifmaschine geschehen kann.After processing by milling or planing, the workpiece must be ground will be done either by hand or in a special grinding machine can.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, welches größere Arbeitsgeschwindigkeit und größere Genauigkeit erlaubt als die bekannten Bearbeitungsverfahren.The object on which the invention is based is to create a method of the type mentioned, which has a higher operating speed and allows greater accuracy than the known machining methods.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß von zwei um 180° zueinander versetzt um eine waagerechte Achse im Gewicht gegeneinander ausgeglichen drehbar angeordneten Rohlingen zuerst ein Rohling kopiergefräst wird, daß danach nach Drehen beider Rohlinge um 180° um die Achse der zweite Rohling kopiergefräst wird, während gleichzeitig der erste Rohling durch Schleifen fertig bearbeitet wird, wonach an Stelle des ersten fertig bearbeiteten Rohlings ein dritter Rohling angeordnet wird, welcher nach Drehen zusammen mit dem zweiten Rohling um 180° um die Achse kopiergefräst wird, während gleichzeitig der zweite Rohling durch Schleifen fertig bearbeitet wird, und gegebenenfalls so fort.The solution according to the invention is that of two by 180 ° to each other offset about a horizontal axis in the weight counterbalanced rotatable arranged blanks first a blank is copy-milled that then after turning of both blanks by 180 ° around the axis of the second blank is copy-milled while at the same time the first blank is finished by grinding, after which on Place a third blank in place of the first finished blank, which, after turning, copy-milled together with the second blank by 180 ° around the axis while at the same time the second blank is finished by grinding will, and so on if necessary.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß eine um eine waagerechte Achse drehbare Nabe mit zwei um 180° zueinander versetzt angeordneten Aufspannplatten für je einen Rohling versehen ist, daß auf einer Seite der Nabe je eine Fräsvorrichtung für jede der beiden Oberflächen, zu den Fräsvorrichtungen um 180° versetzt auf der anderen Seite je eine Schleifvorrichtung für jede der beiden Oberflächen angeordnet sind und daß eine Kopiereinrichtung vorgesehen ist, die zwei gleiche Schablonen für das Kopierfräsen gleichsinnig drehbar wie die Nabe aufweist.An advantageous device for performing the method is characterized according to the invention in that a rotatable about a horizontal axis Hub with two clamping plates, offset from one another by 180 °, for one each Blank is provided that on one side of the hub a milling device for each of the two surfaces, offset by 180 ° to the milling devices on the other Side a grinding device for each of the two surfaces are arranged and that a copier is provided, the two identical stencils for the Copy milling can be rotated in the same direction as the hub.

Die Erfindung wird im folgenden näher beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt.The invention is described in more detail below with reference to the drawing, a perspective view of an inventive Device shows.

Die Vorrichtung enthält eine Nabe 1, die drehbar in zwei Konsolen 2 und 3 gelagert ist. Die Nabe 1 wird von einem Motor 4 über ein Vorgelege 5 angetrieben, welches in der Zeichnung als einfaches Zahnradgetriebe dargestellt wurde, jedoch vorzugsweise als stufenloses Getriebe ausgelegt werden kann. Auf der Nabe 1 ist eine Aufspannplatte 6 angebracht, auf der ein Rohling 7 zur Fertigung einer Kaplanturbinenschaufel aufgespannt ist. Auf der diametral zur Nabe 1 gegenüberliegenden Seite befindet sich ebenfalls eine Aufspannplatte, auf der ein Schaufelrohling 8 aufgespannt ist. Die Konsolen 2 und 3 sind in einem Fundament verankert, welches eine Grube 9 im Werkstattboden bildet. Die beiden Rohlinge 7 und 8 sind im selben Abstand voneinander angeordnet, den die fertigen Schaufeln nach der Montage auf der Achse der fertigen Kaplanturbine einnehmen.The device includes a hub 1 which is rotatable in two consoles 2 and 3 is stored. The hub 1 is driven by a motor 4 via a countershaft 5, which was shown in the drawing as a simple gear transmission, however can preferably be designed as a continuously variable transmission. On the hub 1 is a mounting plate 6 is attached, on which a blank 7 for the manufacture of a Kaplan turbine blade is stretched. Located on the diametrically opposite side to the hub 1 there is also a clamping plate on which a blade blank 8 is clamped. The consoles 2 and 3 are anchored in a foundation, which has a pit 9 in the Forms workshop floor. The two blanks 7 and 8 are at the same distance from each other arranged that the finished blades after assembly on the axis of the finished Take the Kaplan turbine.

1.0 und 10 a sind zwei Fräsvorrichtungen, von denen jede aus einem Motor besteht, der ein Fräswerkzeug antreibt. Die Fräsvorrichtung 10 ist auf einem Querschlitten 11 montiert, welcher von einer nicht gezeigten hydraulischen Vorschubanordnung herkömmlicher Art bewegt wird. Die jeweilige Lage des Querschlittens 11 wird von einem Drehmelder 12 registriert. Der Querschlitten 11 ist auf einem Längsschütten 13 montiert, welcher auf einer Bodenprismenführung 14 gelagert und gleichfalls mit einer nicht gezeigten hydraulischen Vorschubanordnung versehen ist. Die jeweilige Lage des Längsschlittens 13 auf der Prismenführung 14 wird mittels eines Drehmelders 15 registriert, welcher mit einem Zahnrad 16 versehen ist, das im Eingriff mit einer Zahnstange 17 steht.1.0 and 10 a are two milling devices, each of which consists of a motor that drives a milling tool. The milling device 10 is mounted on a cross slide 11, which is moved by a hydraulic feed arrangement, not shown, of a conventional type. The respective position of the cross slide 11 is registered by a resolver 12. The cross slide 11 is mounted on a longitudinal chute 13, which is mounted on a floor prism guide 14 and is also provided with a hydraulic feed arrangement (not shown). The respective position of the longitudinal slide 13 on the prism guide 14 is registered by means of a resolver 15 which is provided with a gear wheel 16 which is in engagement with a toothed rack 17.

Die Fräsvorrichtung 10 a ist in der entsprechenden Weise gelagert.The milling device 10 a is stored in the corresponding manner.

Auf einer Achse 18, die eine Verlängerung der Achse der Nabe 1 bildet, sind zwei Kopiermodelle 19 und 20 im Verhältnis zur Achse 18 diametral einander gegenüberliegend angeordnet. Eine Kopiervorrichtung, welche der Abtastung der Modelle 19 und 20 dient und die als Miniatur der großen Prismen und der Quer- und Längsschlitten der Vorrichtung ausgebildet ist, umfaßt zwei Kopierstifthalter 21 und 22, von denen Kopierstifthalter 21 auf einem Querschlitten 23 gelagert ist, der hydraulisch gesteuert und seinerseits auf einem hydraulisch gesteuerten Längsschlitten 24 gelagert ist, der auf einer Prismenführung 25 auf einer im Werkstattboden verankerten Konsole 26 angeordnet ist. Der Querschlitten 23 und der Längsschlitten 24 werden von Drehmeldern 27 und 28 gesteuert.On an axis 18 which forms an extension of the axis of the hub 1, are two copier models 19 and 20 in relation to the axis 18 diametrically opposite each other arranged opposite one another. A copier that allows the scanning of the models 19 and 20 is used and the miniature of the large prisms and the cross and longitudinal slide of the device comprises two pencil holders 21 and 22, one of which Copy pen holder 21 is mounted on a cross slide 23 which is hydraulically controlled and is in turn mounted on a hydraulically controlled longitudinal slide 24, on a prism guide 25 on a console anchored in the workshop floor 26 is arranged. The cross slide 23 and the longitudinal slide 24 are resolvers 27 and 28 controlled.

Ein Vibrationsdämpfer 29, bestehend aus einer doppeltkonischen Gummirolle 30, ist dazu vorgesehen, während des Bearbeitungsvorgangs in Kontakt mit der Kante des Schaufelrohlings 7 bzw. 8 gebracht zu werden und dadurch eine einseitige Bearbeitung ohne das Risiko von Federungs- oder Schwingungserscheinungen zu ermöglichen. Die Gummirolle 30 kann durch hydraulischen Druck in Richtung zur Nabe 1 bewegt werden.A vibration damper 29, consisting of a double-conical rubber roller 30, is intended to be in contact with the edge during the machining process of the blade blank 7 or 8 to be brought and thereby a one-sided machining without the risk of suspension or vibration phenomena. the The rubber roller 30 can be moved in the direction of the hub 1 by hydraulic pressure.

31 und 32 sind zwei gegenläufig und parallel zur Nabe 1 verschiebbare Schleifvorrichtungen. Ihre axialen Stellungen können in hier nicht gezeigter herkömmlicher Weise mit Hilfe von Druckluftvorrichtungen geregelt werden.31 and 32 are two displaceable in opposite directions and parallel to the hub 1 Grinding devices. Their axial positions can be conventional in not shown here Way can be regulated with the help of compressed air devices.

Ein Einstellwerkzeug 33 zur Einstellung der Fräsvorrichtungen 10 und 10 a ist auf der Nabe 1 angebracht. Ein ähnliches Einstellwerkzeug 34 für die Kopierstifthalter 21 und 22 ist auf der Achse 18 angebracht.An adjusting tool 33 for adjusting the milling devices 10 and 10 a is attached to the hub 1. A similar pen holder adjustment tool 34 21 and 22 is mounted on the axle 18.

35 ist eine hydraulische Pumpe, die Drucköl zu den Antriebssystemen der Fräsvorrichtungen und Kopierstifthalter fördert. 36 ist ein Bedienungspult, von dem aus die Arbeit der Vorrichtung von Hand gesteuert werden kann. ; Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Im Anschluß an das Aufspannen der Schaufelrohlinge 7 und 8 und der Modelle 19 und 20 werden die Fräsvorrichtungen 10 und 10 a gegen das Einstellwerkzeug 33 und die Kopierstifthalter 21 und 22 gegen ; das Einstellwerkzeug 34 ausgerichtet.35 is a hydraulic pump that supplies pressurized oil to the drive systems promotes milling jigs and pencil holders. 36 is a control panel, from which the work of the device can be controlled manually. ; The device works in the following way: Following the clamping of the shovel blanks 7 and 8 and the models 19 and 20 are the milling devices 10 and 10 a against the adjustment tool 33 and the copy pen holders 21 and 22 against; the adjustment tool 34 aligned.

Sodann wird Rohling 7 dadurch bearbeitet, daß die Nabel gedreht wird, bis Rohling 7 die Fräsvorrichtungen 10 und 10 a durchläuft. Die Lagen der Fräsvorrichtungen werden von den Lagen der Kopierstifthalter 21 und 22 mit Hilfe eines nicht gezeigten elektrohydraulischen Servosystems herkömmlicher Art gesteuert.Then the blank 7 is machined in that the hub l is rotated until the blank 7 passes through the milling devices 10 and 10 a. The positions of the milling devices are controlled from the positions of the copier pen holders 21 and 22 by means of an electro-hydraulic servo system, not shown, of a conventional type.

Der Rohling 7 ist nach dem Fräsen mit dem Modell 19 konform. Während des Fräsens des ersten Rohlings sind die Schleifvorrichtungen 31 und 32 außer Funktion.The blank 7 conforms to the model 19 after milling. While the first blank is being milled, the grinding devices 31 and 32 are inoperative.

Nach Beendigung des Fräsvorgangs für Rohling 7 wird Nabe 1 um 180° gedreht und mit dem Fräsen des Rohlings 8 begonnen, wobei Modell 20 als steuerndes Organ dient. Gleichzeitig beginnen die Schleifvorrichtungen 31 und 32 mit dem Schleifen des gefrästen Rohlings 7 auf die gewünschte Oberflächengüte.After completion of the milling process for blank 7, hub 1 is turned by 180 ° rotated and started milling the blank 8, with model 20 as the controlling Organ serves. At the same time, the grinding devices 31 and 32 start grinding of the milled blank 7 to the desired surface quality.

Nach Fertigfräsen von Rohling 8 wird Nabe 1 wieder um 180° gedreht, worauf Rohling 7 abmontiert und durch einen neuen Rohling ersetzt wird. Während des Fräsens des neuen Rohlings wird Rohling 8 geschliffen.After finishing milling of blank 8, hub 1 is rotated again by 180 °, whereupon blank 7 is removed and replaced by a new blank. While the milling of the new blank, blank 8 is ground.

Die Vorrichtung ist in bekannter Weise auf verschiedene Maßstäbe zwischen Rohling und Modell einstellbar.The device is in a known manner between different scales Adjustable blank and model.

Claims

Claims: 1. Method for machining the surface of blanks for turbine blades or propeller blades by copy milling and the following Loops, characterized in that two do offset by 180 ° to each other a horizontal axis in the weight counterbalanced rotatably arranged Blanks first a blank is copy-milled that then after turning both blanks by 180 ° around the axis of the second blank is copy-milled while at the same time the first blank is finished by grinding, after which in place of the first A third blank is arranged after the finished blank, which after turning is copy-milled together with the second blank by 180 ° around the axis, while at the same time the second blank is finished by grinding, and if necessary immediately.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that a hub (1) rotatable about a horizontal axis with two by 180 ° to each other offset clamping plates (6) for one blank (7, 8) each, that on one side of the hub (1) a milling device (10, 10a) for each of the both surfaces, to the milling devices (10, 10a) offset by 180 ° on the on the other side a grinding device (31, 32) for each of the two surfaces are arranged and that a copier (19 to 28) is provided, the two same models (19, 20) for copy milling can be rotated in the same direction as the hub (1).