DE1296480B - Werkzeugmaschine, insbesondere Fraesmaschine zur Bearbeitung langgestreckter, im Querschnitt flacher Werkstuecke, z. B. grosser Turbinenschaufeln - Google Patents

Werkzeugmaschine, insbesondere Fraesmaschine zur Bearbeitung langgestreckter, im Querschnitt flacher Werkstuecke, z. B. grosser Turbinenschaufeln

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DE1296480B
DE1296480B DEC37210A DEC0037210A DE1296480B DE 1296480 B DE1296480 B DE 1296480B DE C37210 A DEC37210 A DE C37210A DE C0037210 A DEC0037210 A DE C0037210A DE 1296480 B DE1296480 B DE 1296480B
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DE
Germany
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workpiece
support plate
clamping device
locking
machine tool
Prior art date
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Application number
DEC37210A
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English (en)
Inventor
Attermeyer Lawrence August
Young Louis William
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Milacron Inc
Original Assignee
Cincinnati Milling Machine Co
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Pending legal-status Critical Current

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/72Auxiliary arrangements; Interconnections between auxiliary tables and movable machine elements
    • B23Q1/76Steadies; Rests
    • B23Q1/763Rotating steadies or rests
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/16Working surfaces curved in two directions
    • B23C3/18Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/304536Milling including means to infeed work to cutter
    • Y10T409/305544Milling including means to infeed work to cutter with work holder
    • Y10T409/305656Milling including means to infeed work to cutter with work holder including means to support work for rotation during operation
    • Y10T409/305768Milling including means to infeed work to cutter with work holder including means to support work for rotation during operation with linear movement of work

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insdreht, mit einem Schneidwerkzeug, das längs des streckter, im Querschnitt flacher Werkstücke, z. B. großer Turbinenschaufeln mit einer drehantreibbaren Spanneinrichtung für das eine Ende des Werkstückes, die das Werkstück um eine feststehende Längsachse dreht, mit einem Schneidwerkzeug, das längs des Werkstückes bewegbar und gleichzeitig zu diesem hin und von ihm wegbewegbar ist und mit einer mit dem Schneidwerkzeug längs des Werkstückes bewegbar, zur seitlichen Abstützung des Werkstückes bei der Bearbeitung dienenden Konsole, in der eine Tragplatte um die feststehende Längsachse drehbar gelagert ist, die eine sie durchsetzende Öffnung zum Durchtritt des Werkstückes und eine Klemmvorrichtung aufweist, die zum Erfassen der einander gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes vorgespannt ist.
  • Eine solche Einrichtung erlaubt die besonders genaue Bearbeitung beispielsweise von Turbinenschaufeln sehr großer Länge und mit sich änderndem Profil, da die zusammen mit dem Schneidwerkzeug entlang dem Werkstück bewegbare Klemmeinrichtung ein Durchbiegen des Werkstückes unter den Bearbeitungskräften verhindert. Die die Klemmeinrichtung aufnehmende Tragplatte ist bei dieser bekannten Maschine synchron mit der drehantreibbaren Spanneinrichtung für das eine Ende des Werkstückes antreibbar. Hieraus folgt, daß nur Werkstücke bearbeitbar sind, deren Profil über die Werkstücklänge nicht verwunden ist. Bei verwundenem Profil ist nämlich eine Relativdrehung zwischen Werkstück und Klemmeinrichtung notwendig. Schaufeln für Großturbinen moderner Bauart sind derartige Werkstücke, d. h., sie haben fast immer ein über ihre Länge verwundenes Profil.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugmaschine der vorstehend beschriebenen Art so auszubilden, daß auch Werkstücke mit über ihre Länge verwundenem Profil bearbeitbar sind. Dies wird erfindungsgemäß zunächst dadurch erreicht, daß die Tragplatte in der Konsole frei drehbar ist. Damit jedoch durch die Relativdrehung der Klemmeinrichtung in bezug auf das Werkstück und durch die gleichzeitige Längsbewegung der Klemmeinrichtung wegen des sich ändernden Profils keine Verspannungen im Werkstück entstehen, ist es notwendig, die Klemmeinrichtung von Zeit zu Zeit zu lösen und wieder zu schließen. Dies muß jedoch während der Bearbeitung, und ohne diese zu unterbrechen, erfolgen. Erfindungsgemäß ist daher eine Sperrvorrichtung zum Feststellen der Klemmvorrichtung vorgesehen, die durch eine periodisch mit jedem Umlauf des Werkstückes und der Tragplatte über einen an der Konsole angeordneten Endschalter und an der Tragplatte angeordnete Nocken betätigbare Entsperrungseinrichtung jeweils dann kurzzeitig entsperrbar ist, wenn die Bearbeitungskraft in Längsrichtung des Querschnittsprofils wirkt. Solange nämlich die rechtwinklig zur Werkstückachse wirkende Komponente der Bearbeitungskraft in Längsrichtung des jeweiligen Profils wirkt, ist die Durchbiegung des Werkstückes vernachlässigbar gering, da in dieser Richtung das Widerstandsmoment am größten ist. Andererseits sind dort auch die Bearbeitungskräfte am geringsten, da das Werkstück an diesen Stellen den kleinsten Krümmungsradius aufweist, die Spannabnahme daher sehr gering ist. Die Klemmeinrichtung kann demnach an diesen Stellen ohne weiteres kurzzeitig gelöst werden.
  • Vorzugsweise enthält die Klemmvorrichtung zwei Druckkolben, deren jeder gegenüber der Öffnung getragen wird, wobei eine mit Federkraft arbeitende Vorrichtung die Druckkolben an das Werkstück andrückt und die eingeschaltete Sperrvorrichtung eine Bewegung der Druckkolben von dem Werkstück weg verhindert. Dabei kann jeder Druckkolben mehrere Gabeln haben, die das Werkstück in auf Abstand stehenden, kleinen Berührungsflächen erfassen.
  • Die Klemmvorrichtung hinterläßt Berührungsmarken auf der Fläche des Schaufelrohlings. Da die Klemmvorrichtung jedoch vor dem Fräswerkzeug liegt, werden die in dem Rohling vorhandenen Berührungsmarken beim Fräsen der Schaufel abgespant und sind daher ohne jede Folge.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Teilansicht einer zum Fräsen von Turbinenschaufeln dienenden Fräsmaschine üblicher Ausführung mit der angebauten erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Träger mit der neuen Vorrichtung, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der F i g. 3, F i g. 5 einen Teilschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 2 und F i g. 6 einen Querschnitt nach Linie 6-6 der F i g. 2.
  • F i g. 1 zeigt in vereinfachter Form eine Turbinenschaufel-Fräsmaschine zum gleichzeitigen Fräsen mehrerer Turbinenschaufeln. Die Maschine hat mehrere Bearbeitungsstationen, die längs der Maschine hintereinander angeordnet sind und die unmittelbar hinter der dargestellten Maschinenseite liegen. Alle Bearbeitungsstationen werden im Gleichlauf betätigt.
  • Die Maschine hat ein Gestell 10, auf welchem an jeder Bearbeitungsstation ein Halter 11 drehbar gelagert ist. Die Halter 11 werden über herkömmliche Flüssigkeitsmotore (nicht dargestellt) angetrieben. Jeder Halter 11 nimmt das Wurzelende eines Schaufelrohlings oder Werkstücks 12 auf, dem ein aerodynamisch wirksames Turbinenschaufelprofil gegeben werden soll. Das Außenende oder Spitzenende des Werkstückes 12 wird gegen eine seitliche Bewegung von einer Drehspitze oder Körnerspitze 13 gehalten, die an diesem Spitzenende anliegt. Die Drehspitze 13 und die Drehspitze für die anderen Bearbeitungsstationen werden von einem Reitstockschlitten 14 getragen, der auf den vom Gestell 10 getragenen Führungen 15 verschiebbar ist, so daß Schaufeln verschiedener Länge von der Maschine bearbeitet werden können. Das Gestell 10 weist außerdem Führungen 16 auf, auf denen sich ein Unterschlitten 17 in lotrechter Richtung, gesehen in F i g. 1, bewegt. Die Vorrichtung zum Verschieben des Unterschlittens 17 kann von üblicher Ausführung sein. Es kann jede beliebige Vorrichtung verwendet werden, die den Unterschlitten 17 mit einer langsamen und geregelten Geschwindigkeit auf den Führungsbahnen 16 bewegt. Vorrichtungen, die diese Aufgabe erfüllen, sind in der Technik bekannt und werden daher hier nicht beschrieben. Auf dem Unterschlitten 17 ist ein Spindelträger 18 gelagert, aus dem die Spindeln 19 ragen. Auf jeder Spindel 19 ist ein Fräser 20 befestigt, der in Drehung gesetzt und an ein zugehörendes Werkstück 12 angelegt wird, wenn das Werkstück zur Herstellung des Schaufelprofils gedreht wird. Da die Maschine mehrere in Reihe liegende Bearbeitungsstationen hat, weist der Spindelträger 18 eine Reihe Spindeln 19 auf, die unmittelbar hinter der dargestellten Spindel liegen. In der dargestellten Maschine ist der Spindelträger 1$ auf einem Zapfen 21 schwingbar gelagert, so daß der Spindelträger 18 von dem Unterschlitten 17 weg und zum Werkstück hin 12 geschwenkt werden kann. Die Schwingbewegung des Spindelträgers 18 wird von einem aus einem Kolben und Zylinder bestehenden Flüssigkeitsmotor 22 bewirkt, der einen Hebel 23 um einen auf dem Unterschlitten 17 vorhandenen Drehzapfen 24 dreht. Der Hebel 23 ist mit dem unteren Ende des Spindelträgers 18 über eine Schubstange 25 verbunden. Bei dem zum Drehen des Hebels 23 in der einen oder der anderen Richtung erfolgenden Einschalten des Motors 22 wird eine Kraft durch die Schubstange 25 auf den Spindelträger 1$ übertragen, der infolgedessen auf dem Zapfen 21 schwingt und alle Fr4ser 22 zu den Werkstücken 12 hin oder von den Werkstücken 12 weg bewegt. Das Arbeiten des Motors 22 wird von einer automatisch arbeitenden Regelvorrichtung (nicht dargestellt) geregelt, die ein hydraulischer Tiefentaster mit einer Schablone bekannter Art sein kann oder die aus einem vorgezeichneten Programm in Form von Lochkarten oder in Form eines Lochstreifens bestehen kann, der in einer elektronischen Regelvorrichtung, in der Technik als numerische Regelung bekannt, arbeitet.
  • Bei einer aus einer Schablone und einem Taster bestehenden Regelanlage hat der Taster die gleiche Form wie der Fräser 22 und wird fortschreitend längs der Schablone mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, mit der der Unterschlitten 17 nach unten bewegt wird. Die Schablone wird auch im Gleichlauf mit dem Werkstück 12 gedreht. Der Taster wird von einem Bauteil getragen, der ebenfalls um einen Zapfen schwingbar gelagert ist wie der Träger 18, um den Taster mit einem voreingestellten Druck gegen die Schablone zu drücken. Wenn sich das Profil der Kontaktfläche ändert, wird der Taster zur Schablone hin und von der Schablone weg geschwenkt. Bei einer üblichen hydraulischen Regeleinrichtung folgt der Träger 18 dem Taster, so daß sich also die Fräser 20 im Gleichlauf mit dem Taster bewegen. Auf diese Weise ist die Schwingbewegung des Spindelträgers 18 mit der Drehung des Werkstückes 12 koordiniert, und jeder Fräser 20 legt sich an das zugehörende Werkstück 12 so an, daß Metall abgespant wird, um eine gewünschte aärodynamisch wirksame Turbinenschaufel zu erzeugen. Zur gleichen Zeit, wie der Spindelträger 1$ zu den Werkstücken 12 hin und von den Werkstücken 12 weg bewegt wird und die Werkstücke 12 durch die Halter 11 gedreht werden, wird der Unterschlitten 17 mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit auf den Führungen 16 nach unten bewegt. Die Berührungsbahn jedes Uräsers 20 mit dem Werkstück 12 hat die Form einer Spirale, die am oberen Ende oder Spitzenende des Werkstückes a2, in das die Drehspitze 13 eingreift, beginnt und nach unten zum Halter 11 fortschreitet.
  • Die neue Vorrichtung wird in einer Konsole 26 getragen, die an der Vorderseite des Unterschlittens 17 angebracht ist und die aus dem Unterschlitten 17 frei tragend nach außen unmittelbar unterhalb der Fräswerkzeuge 20 ragt. Wip bereits erwähnt, enthält die Maschine mehrere in' Reihe liegende Bearbeituqgsstationen, die in glejcher Weise ausgebildet sind. Da die neue Vorrichtung an jeder Bearbeitungsstation die gleiche Ausführung hat, wird nur eine einzige neue Vorrichtung an Hand der F i g. 2 und 6 beschrieben. Wie F i 'g. 6 zeigt, 'umgibt die Konsole 26 jede Fläche, an der ein Werkstück 12 während seiner Bearbeitung gedrehf wird. Die KopsQle 26 befindet sich auf einer Ebene zwisphen den Enden des Werkstückes 12. An jeder in der Maschine gelegenen Bearbeitungsstation wird die Xo@sole 26 von einer Üffnung durchsetzt, die eine Tragplatte 27 aufnimmt, die sich in dieser bffnung frei dreht. Zu diesem Zweck ist zwischen der Tragplatte 27 und einer in der Köngole Wgehaltenen Auskleidung 30 eine Gruppe von Wälzlagern 2$, 29 angeordnet, die an ihrem inneren Laufring von einem Ring 31 gehalten werden, der an der Unterseite der Tragplatte 27 mit Kopfschrauben @2 befestigt ist, und die an ihrem äußeren Laufring durch einen Flansch 33 gehalten werden, der an der Auskleidung 30 befestigt ist. Die obere Seite der Wälzlager ,ist gegen das Eindringen von Spänen und Schmutz durch einen Ring 34 geschützt, der an der Tragplatte 27 befestigt ist und der dicht über den Flansch 33 ragt. Da die Tragplatte 27 in der Konsqle 2C von den Wälzlagern 28 und 29 gehalten wird, kann sich die Tragplatte 27 in der Konsole 26 frei drehen, wir ä jedoch gleichzeitig gegen eine Seitenbewegung gehalten. Die Achse, auf der sich das Werkstück 12 dreht, ist feststehend, und die Achse, uf der sich die Tragplatte 27 frei dreht, entspricht# dieser Achse. Die Tragplatte 27 wird von einer in der Mitte gelegenen Öffnung 35 durchsetzt, die das Werkstück 12 lpse aufnimmt. Das Werkstück 12 und die öffnüng 35 sind gegenseitig so bemessen, daß das Werkstück 12 frei in die Öffnung 35 eingeführt und in der öffnung 35 bewegt werden kann, ohne daß das Werkstück die Seiten dieser Öffnung 35 berührt.
  • Die Tragplatte 27 trägt eine Klemmvorrichtung, die das Werkstück 12 von entgegengesetzten Seiten her einklemmt, um das Werkstück beim maschinellen Bearbeiten gegen eine seitliche Durchbiegung zu sichern. Diese Vorrichtung weist zwei ähnliche, aber nicht identische Einheiten auf, von denen jede auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes 12 und der Öffnung 35 angeordnet ist. Die eine Einheit hat einen Druckkolben 36, an welchem eine Gabel 37 angebracht ist, die mittels eines Zapfens 38 eine begrenzte Drehbewegung ausführen kann. Diese Gabel 37 trägt gehärtete Einsätze 39 und 40, die sich an die Rückseite oder die konvexe Seite des Werkstückes 12 anlegen. Da die Gabel 37 eine begrenzte Drehbewegung auf dem Druckkolben 36 ausführen kann, kann sich die Gabel den Scbaufelprofiländerungen bei ihrer in Längsrichtung der Schaufel erfolgenden Bewegung anpassen, denn die Schaufeln haben sehr verwickelte Profile, die einen Drall von Ende zu Ende enthalten. Die andere Klemmvorrichtung hat einen Druckkolben 41, an welchem' eine Gabel 42 mittels eines Zapfens43 fest angebracht ist, so daß jede begrenzte Drehbewegung in bezug auf den Druckkolben 41 verhindert ist. Die Gabel 42 trägt ebenfalls zwei gehärtete Einsätze `44 und 45, die sich an die konkave Seite oder Hohlseite des Werkstückes 12 anlegen. Die gehärteiea Einsätze 39 und 40 der Gabel 37 und auch die gehärteten Einsätze 44 und 45 der Gabel 42 legen sich an das Werkstück an auf Abstand stehenden Stellen an, die sehr kleine Berührungsflächen haben. Infolge des Abstandes der Berührungsstellen der gehärteten Einsätze 39, 40, 44 und 45 kann die Klemmvorrichtung längs des Werkstückes 12 nach unten bewegt werden, ohne daß eine Störung an Vorsprüngen erfolgt, die an dem Werkstück 12 vorhanden sind und die beispielsweise aus Drahtverlaschungsvorsprüngen 46 bestehen, die aus dem Werkstück 12 ragen und Abweichungen von der normalen Form der Schaufel bilden. Die Gabel 37 und 42 und die gehärteten Einsätze 39, 40, 44, 45 sind für das auszuarbeitende Schaufelprofil entworfen oder berechnet. Die Gabeln 37 und 42 sind also Werkzeuge, die ausgewechselt werden, wenn abweichende Schaufelprofile zu bearbeiten sind.
  • Die Druckkolben 36 und 41 werden durch im Aufbau gleiche Vorrichtungen getragen und betätigt. Es wird daher nur eine einzige dieser Vorrichtungen an Hand der F i g. 3, 4 und 5 beschrieben. Der Druckkolben 36 ,ist gleitbar in einem Gehäuse 47 gelagert und wird ständig aus dem Gehäuse 47 heraus von einer Feder 48 gedrängt, die zwischen dem Druckkolben 36 und einer hinteren Deckscheibe 49 zusammengepreßt ist. Es wird also ein Druck erzeugt, durch den der Druckkolben 36 nach außen gedrückt wird, bis die Gabel 37 und ihre Einsätze 39 und 40 an der Rückseite des Werkstückes 12 anliegen. Eine Bewegung des Druckkolbens 36 aus dem Gehäuse 47 heraus ist zu allen Zeiten möglich. Eine Bewegung des Druckkolbens 36 in das Gehäuse 47 hinein wird jedoch durch eine Sperrvorrichtung, die einen Klemmeinsatz enthält, verhindert. Der Druckkolben 36 hat aus seiner einen Seite eine schrägverlaufende Nut 50, in die ein Zapfen 51 eingreift, der in dem Gehäuse 47 eine Gleitbewegung in einer Richtung, die quer zur Bewegungsrichtung des Druckkolbens 36 verläuft, ausführen kann. Das dem Druckkolben 36 entgegengesetzte Ende dieses Zapfens 51 liegt an einem Sperrkolben 52 in einer Nut 53 an, die eine abgeschrägte Fläche hat, die ähnlich der Schrägfläche der Nut 50 ist. Eine Feder 54 ist zwischen den Sperrkolben 52 und einer am Gehäuse 47 befestigten Deckscheibe 55 eingepreßt. Der Sperrkolben 52 wird da- , her aus dem Gehäuse 47 heraus in einer Richtung gedrängt, die entgegengesetzt der Richtung des Druckkolbens 36 ist. Hierdurch erfolgt eine feste Berührung des Zapfens 51 an jedem Ende der Nuten 50 und 53. Eine Bewegung des Druckkolbens 36 in das Gehäuse 47 hinein kann also erst dann erfolgen, wenn der Sperrkolben 52 gegen den Druck seiner Feder verschoben wird, um einen Zwischenraum für die Bewegung auf dem Zapfen 51 zu schaffen. Der Druckkolben 41 wird in einem Gehäuse 56 in der gleichen Weise gehalten, wie der Druckkolben 36 in dem Gehäuse 47 gehalten wird. In ähnlicher Weise ist ein Sperrkolben 57 im Gehäuse 56 vorhanden und arbeitet zusammen mit dem Druckkolben 41, damit sich der Druckkolben 41 aus dem Gehäuse 56 herausbewegen kann. Gleichzeitig wird jedoch ein Zurückziehen des Druckkolbens 41 verhütet und wird erst dann möglich, wenn der Sperrkolben 57 in das Gehäuse 56 hineingeschoben wird. Beide Klemmgabeln 37 und 42 werden also in einer feststehenden Stellung in bezug auf die Gehäuse 47 und 56 so lange gehalten, bis die Sperrkolben 52 und 57 in das Gehäuse 47 bzw. das Gehäuse 56 hineingeschoben worden sind. Nach diesem Einschieben können die Druckkolben 36 und 41 zurück in das gleiche Gehäuse geschoben werden.
  • Da das Fräsen am Spitzende des Werkstückes 12. das den kleinsten Querschnitt hat, beginnt und läng des Schaufelrohlings allmählich zum Halter 11 fortschreitet, steigt der Druck auf die Druckkolben 36 und 41 infolge der Zunahme der Querschnittsgröße des Schaufelrohlings 12. Dieser Druck würde bald übermäßig groß werden und würde daher den Widerstand gegen die Abwärtsbewegung des Unterschlittens 17 so lange erhöhen, bis schließlich die Vorschubvorrichtung stehenbleibt. Es sind daher Regelvorrichtungen vorgesehen, durch die die Sperrkolben 52 und 57 in das Gehäuse 47 bzw. 56 bewegt werden, um die Druckkolben 36 und 41 zu entsperren, damit sich die Druckkolben 36 un 41 in diese Gehäuse hineinbewegen können. Diese Freigabe- oder Entsperrvorrichtung wird von der Konsole 26 getragen und besteht aus zwei aus Kolben und Zylindern zusammengesetzten Flüssigkeitsmotoren 58 und 59, die in diametral entgegengesetzt liegenden Stellen quer zur öffnung, in der die Tragplatte 27 aufgenommen worden ist, angeordnet sind. Aus den Motoren 58 und 59 ragt je ein Kolben 60 bzw. 61 nach außen und zur Tragplatte 27 an einer oberhalb der Tragplatte liegenden Ebene, die der Höhenlage des Sperrkolbens 52 und 57 oberhalb der Tragplatte 27 entspricht. Wie Fig.2 zeigt, liegen auch die Sperrkolben 52 und 57 auf diametral entgegengesetzten Stellen auf der Tragplatte 27. Wird die Tragplatte 27, die sich beim Fräsvorgang mit dem Werkstück 12 dreht, in Richtung des Uhrzeigers gedreht, so daß sich der Sperrkolben 52 gegenüber dem Kolben 61 und in der gestrichelt dargestellten Stellung 52' befindet, dann können die Motoren 58 und 59 eingeschaltet werden, und beide Sperrkolben 52 und 57 werden gleichzeitig in das Gehäuse 47 bzw. 56 bewegt. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Sperrkolben 52 sich in der Stellung 52' befindet, ist das Werkstück 12 so gedreht worden, daß sein Hinterkantenabschnitt 62 am Fräser 20 anliegt. Die Fräsdrücke sind zu dieser Zeit niedrig, und das Durchbiegungsbestreben für die Schaufel ist gering. Die lange Querschnittsabmessung des Werkstückes 12 erstreckt sich von der Kante 62 weg, und das Werkstück 12 ist in dieser Richtung am steifsten, so daß es in seinem ungestützten Zustand die höchste Starrheit hat. Die Motoren 58 und 59 können dann kurzzeitig betätigt werden, um die Kolben 60 und 61 vorzuschieben, so daß die Druckkolben 36 und 41 kurzzeitig entsperrt oder entriegelt werden. Jeder übermäßig hohe Druck, der von einer Zunahme der Querschnittsgröße herkommt, wird aufgehoben, und die Druckkolben 36 und 41 werden in einer neuen Stellung im Gehäuse 47 bzw. 56 wieder eingestellt.
  • Das Arbeiten der Motoren 58 und 59 wird beim Drehen der Tragplatte 27 und des Werkstückes 12 automatisch geregelt. Auf der Konsole 26 ist ein Grenzschalter 63 gelagert, dessen Schaltarm 64 sich zur Tragplatte 27 auf einer Ebene erstreckt, bei der keine Berührung oder Störung mit irgendeiner anderen Vorrichtung erfolgt, mit Ausnahme zweier Nocken 65 und 66. Die Nocken 65 und 66 sind auf der Tragplatte 27 befestigt, ragen aus der Tragplatte 27 nach oben und nach außen und legen sich bei der Drehung der Tragplatte 27 an den Schaltarm 64. Der Nocken 65 wird auf eine am Schaltarm 64 gelegene Stellung zur gleichen Zeit gedreht, wie der Sperrkolben 52 aus der dargestellten Stellung auf die Stellung 52' gedreht wird. Dieser Zustand entspricht der Drehung der Hinterkante auf eine Stellung am Fräser 20. Bei der Berührung des Nockens 65 mit dem Schaltarm 64 wird ein Stromstoß erzeugt, der über einen üblichen Regelstromkreis (nicht dargestellt) die Motoren 58 und 59 mit Druckflüssigkeit versorgt, so daß die Sperrkolben 52 und 57 kurzzeitig gedrückt werden. In ähnlicher Weise wird der Nocken 66 im Uhrzeigersinn auf eine Stellung gedreht, in der schließlich der Nocken in Berührung mit dem Schaltarm 64 kommt. Hierdurch wird ein Stromstoß erzeugt, der die Motoren 58 und 59 kurzzeitig einschaltet. Gleichzeitig ist der Sperrkolben 52 gegenüber dem Kolben 60 eingestellt worden, und der Sperrkolben 57 ist gegenüber dem Kolben 61 eingestellt worden. Gleichzeitig ist auch das Werkstück 12 auf eine Stellung gedreht worden, bei der eine nahe seiner Vorderkante 67 vorhandene Fläche in Berührung mit dem Fräser 20 gebracht ist. Die Fräsbedingungen sind zu dieser Zeit ähnlich den Fräsbedingungen, die vorhanden sind, wenn das Fräswerkzeug an der nahe der Hinterkante 62 gelegenen Fläche anliegt, so daß die Fräsdrücke und die Durchbiegung des Werkstückes 12 gering sind. Die Sperrkolben 52 und 57 werden wieder in die Gehäuse 47 und 56 bewegt, um die Druckkolben 36 und 41 zu entsperren oder zu entriegeln, damit sich jeder Druckkolben 36 und 41 in sein zugehörendes Gehäuse hineinbewegen kann und der übermäßig hohe Druck auf die Druckkolben 36 und 41 aufgehoben wird. Die Kolben 60 und 61 und die Sperrkolben 52 und 57 liegen diametral oder in Richtung des Durchmessers einander gegenüber. Die Stromstöße aus dem Grenzschalter 63 treten bei jeder 180°-Drehung der Tragplatte 27 und des Werkstückes 12 auf. Aus der Form oder dem Profil der Schaufel ist zu sehen, daß der Winkelabstand der Vorderkante 67 bzw. der Hinterkante 62 nicht 180° beträgt. Der Drehbereich, über den das Werkstück gedreht werden muß, damit der Fräser den gesamten Vorderkantenabschnitt 67 bzw. den Hinterkantenabschnitt 62 bearbeitet, ist jedoch verhältnismäßig groß und ermöglicht einen ziemlichen breiten Bereich, in welchem der Grenzschalter geschaltet werden kann und in welchem die Fräsdrücke und die Ablenkung oder Durchbiegung des Werkstückes 12 eine Kleinstgröße oder eine verhältnismäßig kleine Größe haben. Für die meisten Bearbeitungen genügt daher der 180°-Abstand der Sperrkolben 52 und 57 und der Kolben 60 und 61. Zusätzliche Kolben 60 und 61 und Grenzschalter 63 können eingebaut werden, und die Nocken 65 und 66 können irgendeinen anderen Abstand als 180° haben, so daß die Sperrkolben 52 und 57 in die Gehäuse 47 bzw. 56 an den Zeiten geschoben werden, an denen die Mitte der Kanten 62 und 67 genau gegenüber dem Fräswerkzeug 20 steht.
  • Zum ersten Einrichten ist die Maschine auch mit einer Einrichtung versehen, die eine von Hand erfolgende Freigabe der Druckkolben 36 und 41 ermöglicht, so daß die Druckkolben in die Gehäuse 47 und 56 zurückbewegt werden können und ein neues Werkstück 12 leicht in die beschriebene zum Verhindern einer Durchbiegung dienende Vorrichtung eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck sind die Einheiten der Klemmvorrichtung mit einem von Hand betätigbaren Handgriff versehen. Da beide Einrichtungen in der gleichen Weise ausgeführt sind, wird nur eine einzige dieser Vorrichtungen beschrieben. In dem Gehäuse 47 ist ein Zapfen 68 drehbar gelagert, an dem eine Kurbel 69 befestigt ist, die einen Handgriff 70 trägt. Der Handgriff 70 kann von der Kurbel 69 nach außen gezogen werden, um einen Zapfen 71 aus einer Blindbohrung 72 herauszuheben, die sich in einer an der Seite des Gehäuses 47 befestigten Deckscheibe befindet. Sobald der Handgriff 70 nach außen gezogen und der Zapfen 71 aus der Blindbohrung 72 herausgehoben worden ist, kann die Kurbel 69 gedreht werden. Hierdurch wir auch der Zapfen 68 gedreht, an dem ein Formstück 74 in einer feststehenden Winkelstellung befestigt ist. Das Formstück 74 kann sich an die auf den entgegengesetzten Seiten des Drehzapfens 68 vorhandenen Zapfen 75 und 76 anlegen. Der Zapfen 76 (F i g. 4) ist in dem Sperrkolben 52 befestigt und ragt aus dem Sperrkolben nach außen über einen in dem Gehäuse 47 befindlichen Schlitz 77 in eine Stellung, in der der Zapfen 76 von dem Formstück 74 berührt wird. Der Zapfen 75 durchsetzt in gleicher Weise einen im Gehäuse 47 vorhandenen Schlitz 78 und ist im Druckkolben 36 befestigt. Wird der Zapfen 68 (F i g. 3) entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung gedreht, dann legt sich das Formstück 74 an die Zapfen 75 und 76 und bewegt die Zapfen 75 und 76 in den Schlitzen 78 bzw. 77. Hierdurch entsteht eine gleichzeitige Bewegung des Sperrkolbens 52 und des Druckkolbens 36 in das Gehäuse 47, so daß der entsprechende freie Raum zum Einsetzen eines Werkstückes 12 in die Vorrichtung gekchaffen ist. Die in dem Gehäuse 56 vorhandene Klemmvorrichtung ist mit einer Kurbel 79 und einem Handgriff 90 zum Zurückziehen des Druckkolbens 41 versehen, dessen Zurückziehen, wie bereits erwähnt, in genau der gleichen Weise erfolgt wie das Zurückziehen des Druckkolbens 36.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Werkzeugmaschine, insbesondere Fräsmaschine zur Bearbeitung langgestreckter, im Querschnitt flacher Werkstücke, z. B. großer Turbinenschaufeln, mit einer drehantreibbaren Spanneinrichtung für das eine Ende des Werkstückes, die das Werkstück um eine feststehende Längsachse dreht, mit einem Schneidwerkzeug, das längs des Werkstückes bewegbar und gleichzeitig zu diesem hin und von ihm wegbewegbar ist und mit einer mit dem Schneidwerkzeug längs des Werkstückes bewegbaren, zur seitlichen Abstützung des Werkstückes bei der Bearbeitung dienenden Konsole, in der eine Tragplatte um die feststehende Längsachse drehbar gelagert ist, die eine sie durchsetzende Öffnung zum Durchtritt des Werkstückes und eine Klemmvorrichtung aufweist, die zum Erfassen der einander gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes vorgespannt ist, d adurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (27) in der Konsole (26) frei drehbar ist und daß eine Sperrvorrichtung (50, 51) zum Feststellen der Klemmvorrichtung (39, 40, 44, 45) vorgesehen ist, die durch eine periodisch mit jedem Umlauf des Werkstückes (12) und der Tragplatte (27) über einen an der Konsole (26) angeordneten Endschalter (63) und an der Tragplatte (27) angeordnete Nocken (65, 66) betätigbare Entsperrungseinrichtung (52, 57) jeweils dann kurzzeitig entsperrbar ist, wenn die Bearbeitungskraft in Längsrichtung des Querschnittprofils wirkt.
  2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung zwei Druckkolben (36, 41) enthält, deren jeder gegenüber der Öffnung getragen wird, wobei eine mit Federkraft arbeitende Vorrichtung (48) die Druckkolben an das Werkstück andrückt und die eingeschaltete Sperrvorrichtung (50, 51) eine Bewegung der Druckkolben von dem Werkstück weg verhindert.
  3. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckkolben (36, 41) mehrere Gabeln (37, 42) hat, die das Werkstück in auf Abstand stehenden, kleinen Berührungsflächen erfassen.
DEC37210A 1964-11-02 1965-10-20 Werkzeugmaschine, insbesondere Fraesmaschine zur Bearbeitung langgestreckter, im Querschnitt flacher Werkstuecke, z. B. grosser Turbinenschaufeln Pending DE1296480B (de)

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US3262368A (en) 1966-07-26
GB1062549A (en) 1967-03-22
CH444622A (de) 1967-09-30

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