DE2255083A1

DE2255083A1 - METHOD FOR MACHINING WORKPIECES ACCURATELY

Info

Publication number: DE2255083A1
Application number: DE19722255083
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Langhammer
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1972-11-07
Filing date: 1972-11-07
Publication date: 1974-05-16
Also published as: CH558702A; GB1366289A; FR2205389A1

Description

KRAFTWERK UNION Mülheim/Ruhr, - 7. NOV. 1972POWER PLANT UNION Mülheim / Ruhr, - NOV 7th. 1972

Aktiengesellschaft Wiesenstr. 35Aktiengesellschaft Wiesenstr. 35

Unser Zeichen: 2255083Our reference: 2255083

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D/WinD / Win

Verfahren zum maßgenauen Bearbeiten von Werkstücken ·Process for the dimensionally accurate machining of workpieces

Es ist üblich, an Werkstücken Referenzpunkte, z.B. durch Anreißen oder Körnen, anzubringen. Diese werden zur Ausrichtung des Werkstückes auf den Bearbeitungsmaschinen und zur Einhaltung genauer Abstandsmaße, wie Teilungen bei ringförmigen Werkstücken, ausgenutzt. Sind zur Bearbeitung mehrere Arbeitsgänge erforderlich, so müssen die Referenzpunkte wiederholt aufgesucht werden. Dazu verwendet man Meßeinrichtungen, die sich an der jeweiligen Werkzeugmaschine befinden, wobei sich beim Verfahren des Anreißens bzw. Körnens nur eine.Wiederholgenauigkeit von.+ 0,1 mm ergibt. Man kann auch mit den Werkstücken zu verbindende Vorrichtungen mit Index- bzw. Meßflächen verwenden, jedoch müssen diese jeweils den Werkstückabmessungen angepaßt sein, was sehr aufwendig ist. Werden.die Meßflächen dagegen direkt auf das Werkstück aufgebracht, so ergibt sich der Nachteil einer Veränderung der Werkstückgeometrie.It is common practice to attach reference points to workpieces, e.g. by scribing or punching. These become the alignment of the workpiece on the processing machines and to maintain precise spacing dimensions, such as divisions in the case of ring-shaped Work pieces, used. If several work steps are required for machining, the reference points must be visited repeatedly. For this purpose, measuring devices are used, which are located on the respective machine tool are located, whereby the process of scribing or graining only has a repeat accuracy of. + 0.1 mm results. One can also use devices with index or measuring surfaces to be connected to the workpieces, however these must be adapted to the workpiece dimensions, which is very expensive. On the other hand, the measuring surfaces are direct Applied to the workpiece, there is the disadvantage of a change in the workpiece geometry.

Die Erfindung zeigt eine andere Lösung der Aufgabe, Werkstücke in einer Ausrichtung mit Hilfe von auf dem Werkstück angeordneten Referenzpunkten maßgenau zu bearbeiten. Zur Lösung dieser Aufgäbe.dient ein Verfahren, bei dem gemäß der Erfindung zunächst auf einer Fläche des Werkstückes, die bei allen Einspannungen zur Bearbeitung frei zugänglich bleibt, an sich bekannte, magnetische Markierungen aufgebracht werden, die dann zur Ausrichtung und Bearbeitung des Werkstückes mit Hilfe von Magnetsonden wieder erfaßt werden. Die magnetischen Markierungen stellen einen werkstückbezogenen, absoluten Maßstab dar, .der ohne Veränderung derThe invention shows another solution to the problem of placing workpieces in alignment with the aid of on the workpiece to machine arranged reference points with dimensional accuracy. To solve this Aufgäbe.dient a method in which according to the invention initially on a surface of the workpiece that is freely accessible for machining with all fixtures remains, known per se, magnetic markings are applied, which are then used to align and edit the Workpiece can be detected again with the help of magnetic probes. The magnetic markings represent a workpiece-related, absolute standard, without changing the

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Werkstückgeometrie in einfacher Weise aufgebracht werden kann. Sie haben den Vorteil, daß sie eventuellen Verformungen des Werkstücks während der Bearbeitung folgen, ohne daß dadurch die absoluten Beziehungen zwischen den Referenzpunkten verändert werden. Dies ist gerade bei unstabilen Werkstücken, wie Ringe großen Durchmessers aber nur geringer Breite und Höhe, die bei der Bearbeitung leicht unrund werden können, besonders wichtig. Außerdem ist man durch Aufbringung der magnetischen Markierungen unabhängig von unterschiedlichen Toleranzbereichen an verschiedenen Flächen des Werkstücks.Workpiece geometry can be applied in a simple manner. They have the advantage that they avoid any deformations of the workpiece during machining without affecting the absolute relationships between the reference points to be changed. This is particularly the case with unstable workpieces, such as rings with a large diameter, but only a small width and Height, which can easily become out of round when machining, is particularly important. In addition, one is by applying the magnetic markings independent of different tolerance ranges on different surfaces of the workpiece.

Die der Aufbringung der magnetischen Markierungen nachfolgenden Bearbeitungseinrichtungen benötigen kein absolutes Meßsystem über den gesamten Bearbeitungsbereich, sondern lediglich Magnetsonden mit Anzeigeeinrichtung für Nullabgleich. Die Wiederholgenauigkeit bei der Erfassung der magnetischen Markierungen, insbesondere bei der Erfassung ihrer genauen Lage durch Nullabgleich, ist wesentlich besser als beim Anreißen oder Körnen. Sie beträgt angenähert + 0,01 mm.The processing devices following the application of the magnetic markings do not require an absolute measuring system over the entire processing area, but only magnetic probes with display device for zero adjustment. The repeatability in the detection of the magnetic markings, especially in the detection of their precise Position by zero adjustment is much better than when scribing or punching. It is approximately + 0.01 mm.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die magnetischen Markierungen, sofern das Werkstück aus einem geeigneten magnetischen Material besteht, direkt mit Hilfe eines Magnetisierungskopfes auf das Werkstück aufgebracht werden. Bei nicht geeigneten Werkstücksmaterialien empfiehlt es sich, zunächst auf der für die Markierungen vorgesehenen Fläche des Werkstücks ein magnetisches Material zu befestigen. Dieses kann seinerseits nachträglich magnetisiert werden oder die magnetischen Markierungen bereits vor dem Aufbringen auf das Werkstück enthalten. Die Form des dazu verwendeten magnetischen Materials kann in beliebiger Weise ausgewählt sein. So empfiehlt es sich, bei ringförmigen Werkstücken ein band- oder segmentförmiges magnetisches Material zu verwenden, das insbesondere am Werkstück einen geschlossenen Ring bilden kann.To carry out the method according to the invention, the magnetic markings, provided the workpiece is made a suitable magnetic material, applied directly to the workpiece with the aid of a magnetizing head will. In the case of unsuitable workpiece materials, it is advisable to first use the for the markings to attach a magnetic material to the intended surface of the workpiece. This, in turn, can be magnetized afterwards or contain the magnetic markings before they are applied to the workpiece. Form the magnetic material used for this can be selected in any way. So it is best to use ring-shaped Workpieces to use a band-shaped or segment-shaped magnetic material, in particular on the workpiece can form a closed ring.

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Es ist zweckmäßig, nach sämtlichen Arbeitsgängen die magnetischen Markierungen wieder vom Werkstück zu entfernen, um eine eventuelle mögliche negative Beeinflussung des Betriebsverhaltens des Werkstücks infolge der Magnetisierung auszuschließen.It is advisable to remove the magnetic markings from the workpiece after all work steps. a possible negative influence on the operating behavior of the workpiece as a result of magnetization to exclude.

Im folgenden sei das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Werkstücke noch näher erläutert. The method according to the invention will be explained in more detail below with reference to the workpieces shown in FIGS.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen Radialschnitt durch ein ringförmiges Werkstück, welches nach dem Verfahren gemäß der Erfindung maßgenau "bearbeitet wird.1 and 2 each show a radial section through an annular workpiece, which according to the method according to the invention is "processed true to size".

Bei dem ringförmigen Werkstück 1 handelt es sich um einen Verdichteraußenring für Gasturbinen, der bei verhältnismäßig geringer Breite und Höhe einen großen Durchmesser aufweist. Dieses Werkstück 1 enthält zur Aufnahme der Füße der Turbinenschaufeln, die an ihm befestigt werden, an vielen, längs des Umfanges gleichmäßig verteilten Stellen schräg oder parallel zur Längsachse des Ringes verlaufende Schaufelfußnuten 2 bestimmten Profils. Diese Schaufelfußnuten 2 werden z.B. durch Räumen hergestellt, wobei der Räumarbeitsablauf auf der Innenräummaschine mehrere Arbeitsgänge notwendig macht.The annular workpiece 1 is a compressor outer ring for gas turbines, which is relatively small width and height has a large diameter. This workpiece 1 contains for receiving the feet of the turbine blades, which are attached to it, in many places, evenly distributed along the circumference, obliquely or parallel to the longitudinal axis of the ring extending blade root grooves 2 certain profile. This blade root grooves 2 are e.g. Broaching is made with the broaching workflow on the internal broaching machine makes several work steps necessary.

Da bei diesem Werkstück 1 die Teilung zwischen benachbarten Aussparungen 2 sehr maßgenau sein muß, benutzt man gemäß der Erfindung als Referenzpunkte für die Teilung magnetische Markierungen, die, mittels eines Magnetkopfes, z.B. auf einer Meßmaschine, mit großer Präzision auf einer äußeren Mantelfläche 3 des Werkstücks 1 angebracht werden, die bei allen Bearbeitungsgängen frei zugänglich bleibt. Da der Werkstoff des Werkstücks 1 verhältnismäßig weichmagnetisch ist, wodurch die magnetischen Markierungen nicht sehr genau werden, wird zunächst auf die Oberfläche der Mantelfläche 3 ein magnetisierbares Band 4 aufgebracht, welches das Werkstück 1Since this workpiece 1, the division between adjacent Recesses 2 must be very dimensionally accurate, one uses according to the invention as reference points for the division magnetic markings, which, by means of a magnetic head, e.g. on a measuring machine, with great precision on an outer surface 3 of the workpiece 1 are attached, which remains freely accessible in all machining operations. Because the material of the workpiece 1 is relatively soft magnetic, as a result of which the magnetic markings are not very accurate, a magnetizable tape 4 is first applied to the surface of the lateral surface 3, which the workpiece 1

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ganz oder abschnittsweise umschließt. Das magnetisierbar Band 4 wird in geeigneter Weise an der Mantelfläche 3 befestigt, z.B. aufgeklebt. Die der vorgesehenen Teilung entsprechenden magnetischen Markierungen können im Band 4 bereits vor der Befestigung auf der Mantelfläche 3 vorhanden sein oder auch erst nachträglich aufgebracht werden.completely or in sections. The magnetizable Tape 4 is fastened in a suitable manner to the jacket surface 3, e.g. glued on. Those corresponding to the intended division Magnetic markings can already be present in the band 4 before it is attached to the lateral surface 3 or can only be applied afterwards.

Während der einzelnen Bearbeitungsgänge auf der Innenräummaschine werden dann die entsprechenden magnetischen Markierungen durch die an der Bearbeitungsmaschine vorhandene Magnetsonde mit einer Anzeigerichtung für Nullabgleich erfaßt und das Bearbeitungswerkzeug wird entsprechend ausgerichtet. Man erhält dadurch eine sehr große Teilungsgenauigkeit der Schaufelfußnuten 2, die völlig unabhängig davon ist, ob sich das ringförmige Werkstück 1 während der Bearbeitung verformt und unrund wird. Es ist denkbar, daß der Nullabgleich für die magnetischen Markierungen in die Programmsteuerung der Werkzeugmaschine einbezogen wird. Dadurch können die einzelnen Arbeitsgänge automatisiert werden, was bei dem Verfahren des Anreißens oder Körnens nicht möglich ist.The corresponding magnetic markings are then made during the individual machining operations on the internal broaching machine detected by the magnetic probe on the processing machine with a display direction for zero adjustment and the processing tool is aligned accordingly. This gives a very high degree of pitch accuracy the blade root grooves 2, which is completely independent of whether the annular workpiece 1 is during machining becomes deformed and out of round. It is conceivable that the zero adjustment for the magnetic markings is carried out in the program control the machine tool is included. This allows the individual operations to be automated, which is what Method of scribing or graining is not possible.

Unter Umständen kann es aber auch zweckmäßig sein, platten- oder scheibenförmige Stücke 5 aus magnetischem Werkstoff jeweils im Markierungsbereich in die Mantelfläche 3 des Werkstücks 1 einzulassen, um dann auf diese die magnetischen Markierungen anzubringen (siehe Fig. 2).Under certain circumstances, however, it can also be expedient to use plate-shaped or disk-shaped pieces 5 made of magnetic material in each case to let in the marking area in the lateral surface 3 of the workpiece 1 in order to then place the magnetic markings on it to be attached (see Fig. 2).

7 Ansprüche
2 Figuren7 claims
2 figures

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Claims

f 1./Method for the dimensionally accurate machining of workpieces, in particular in several work steps, in one alignment with the aid of reference points arranged on the workpiece, characterized in that initially on a surface (3) of the workpiece (1) which is used for machining in all fixtures remains freely accessible, magnetic markings known per se are applied, which are then used for alignment and machining of the workpiece (1) can be detected again with the aid of magnetic probes.

2. The method according to claim 1, characterized in that initially on the surface provided for the markings (3) a magnetic material (4,5) is applied to the workpiece (1).

3. The method according to claim 2, characterized in that the magnetic material (4,5) already before application on the workpiece contains the magnetic markings.

4. The method according to claim 2 or 3> characterized in that that with ring-shaped workpieces (1) a band or segment-shaped magnetic material (4) is used.

5. The method according to claim 4, characterized in that the magnetic material (4) on the workpiece (1) has a closed Ring forms.

6. The method according to claim 1, characterized in that the exact location of the magnetic markings by means of a The zero balance performed by the magnetic probe is detected.

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7. The method according to claim 1, characterized in that the magnetic markings are removed from the workpiece (1) again after all operations.

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