DE2921505A1

DE2921505A1 - Vorrichtung zur elektrochemischen bearbeitung von werkstuecken

Info

Publication number: DE2921505A1
Application number: DE19792921505
Authority: DE
Inventors: Brian Towler; John Francis Wilson
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-28
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2921505C2; FR2427165B1; JPS5548539A; US4256555A; JPS591540B2; FR2427165A1

Description

PATBNTARVTALT

DIPL. ING. K. HOIiZEB

FHIIiIFFINE-WELSEB-STBAB8E 1*

8900 AUGSBUKG

TBTjEFON 01C475 TELKX CBHEOK poiol i

R.1Ü32

Augsburg, den 25. Mai 1979

Rolls-Royce Limited, 65 Buckingham Gate, London owlti 6AT, England

Vorrichtung zur elektrocnemischen bearbeitung von »«erkstücKen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrocnemiscnen Bearbeitung von Werkstücken nach dem überbe^riff des Anspruchs 1.

Ein besonderes, aber nicht auschließlicues Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von otrüinungsmaschinenschaufeln mit tragflügelprofilförndgem ocnaufelblatt.

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Derartige Strömungsmaschinenschaufeln weisen gewöhnlich ein tragflügelartig ausgebildetes Schaufelblatt mit gewölbten Seitenflächen, weiter eine Fußplatte, von welcher das Schaufelblatt senkrecht wegragt, und einen unterhalb der Fußplatte befindlichen Schaufelfuß auf, mittels welchem die Schaufel an einer Laufrads eheibe befestigbar ist. Eine erhebliche Schwierigkeit bei der Herstellung derartiger Schaufeln liegt in der Wahl der Reihenfolge der nacheinander auszuführenden Arbeitsgänge zur Bearbeitung des Schaufelfußes, der Fußplatte und des tragflügelformigen Schaufelblattes.

Wird der unterhalb der Fußplatte befindliche Schaufelfuß zuerst bearbeitet, muß die nachfolgende Bearbeitung des Schaufelblattes äußerst genau gesteuert werden, um die erforderlichen geometrischen Lagebeziehungen zwischen dem fertigen Schaufelblatt und dem bereits bearbeiteten Schaufelfuß zu erhalten.

Wird dagegen das Schaufelblatt zuerst bearbeitet, so reicht die Eigenfestigkeit des fertigen Schaufelblattes im Hinblick auf die bei der (mechanischen) Bearbeitung des Schaufelfußes auftretenden Bearbeitungskräfte für eine sichere Halterung der Schaufel während der Schaufelfußbearbeitung nicht mehr aus. Aus diesem Grunde müssen in diesem Fall besondere Einbettungsverfahren angewandt werden, d.h.

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eine Umkleidung des Schaufelblattes mit Hilfsmaterial zur Bildung eines Einspannkörpers, der eine Halterung der Schaufel ohne Beschädigung des fertigen Schaufelblattes gestattet« Aus diesem Grunde ist es zu bevorzugen, den Schaufelfuß zu bearbeiten, bevor bereits zu viele Bearbeitungsgänge am Schaufelblatt ausgeführt worden sind.

Zur elektrochemischen Bearbeitung des Schaufelblattes einer Schaufel sind bereits zwei alternative Verfanren bekannt. Bei dem einen Verfahren stehen die verwendeten Elektroden fest und umschließen das Werkstück während des Bearbeitungsvorganges, während bei dem anderen Verfahren die Elektroden relativ zum Werkstück beweglich sind und während des Bearbeitungsvorgangs dem Werkstück derart angenähert werden, daß sie diesem allmählich inre eigene Form aufprägen.

Bei dem ersteren bekannten Verfahren erfolgt die Bearbeitung, da der Arbeitsspalt zwischen den Elektroden und dem Werkstück nicht zu groß sein darf, wenn ein vernüftiger Wirkungsgrad erreicht werden soll, in mehreren Stufen unter Verwendung einer Reihe von unterschiedlichen Elektroden, wobei die nacheinander verwendeten Elektroden immer etwas mehr der fertigen Werkstückform angepaßt sind. Ein derartiges Verfahren ist in der GB-PS 1 135 571 be-

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schrieben. Um die Anzahl der erforderlichen elektroden möglichst klein zu halten, kann das WerkstücK vor Degim, der elektrochemischen Bearbeitung durch eine Vorbearbeitung in eine seiner Fertigform grob angenäherte Konform gebraent werden. Dies erfordert natürlich zusätzliche Arbeitsgänge wie beispielsweise Pressen, ochndeden oder Gießen zur Erzeugung einer geeigneten Rohform, und diese zusätzlichen Bearbeitungsgänge belasten natürlich die Gesamtfertigungskosten.

Das letztere bekannte Verfahren, aas mit beweglicnen Elektrodei· arbeitet, hat den Vorteil, daß die am billig.. ■ .. erzeugbare Ronform des Werkstücks als Ausgangs form für > ^: ^!- elektrochemische Bearbeitung benützt werden Kann. Jedoch stehen dem wesentliche Probleme gegenüber, pei der Herstellung der gewünschten Tragflügelform weiuen näinlicn, während sich die Elektroden näher zueinander hin bewe^ei. und das Werkstück allmählich seine endgültige Form erre.' * , insbesondere an der Profilvorderkante und der Profi !hinterkante elektrische Feldeffekte wirksam, die eine verstärk . Abtragung der Schaufelblatt kanten bewirken.

Es ist zwar möglich, die Elektroden an ihren Kanten derart zu gestalten, daß sich der Abtragungseffekt durcn die Feldei scheinungen an den Kanten des Schaufelblattes

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beherrschen lassen, jedoch beeinträchtigt die modifizierte Form der Elektroden die während früherer Bearbeitungsstufen hergestellte Werkstückform. Es ist sehr schwierig, eine Elektrodenform zu finden, die einen brauchbaren Kompromiß zwischen der Beeinträchtigung der im Zuge vorangegangener Bearbeitungsschritte erzeugten Werkstüekform und den Feldwirkungen während der späteren Bearbeitungsphasen ergibt, damit man auch im Bereich der Schaufelblattkanten eine einwandfreie Tragflügelform erhält.

Hat die Rohform bzw. Ausgangsform des Werkstücks eine bekannte Geometrie, läßt sich das Schaufelblatt ohne allzu große Schwierigkeiten mit korrekten Kanten herstellen. Handelt es sich aber bei dem Ausgangswerkstück um ein beispielsweise rohgeschmiedetes Werkstück, so ist es äußerst schwierig, wenn nicht gar unmöglich, die Elektrodenform derart zu korrigieren, daß sich am fertigen Schaufelblatt die korrekte Kantengeometrie ergibt.

Daher ist es fast immer notwendig, die Bearbeitung des Schaufelblattes mit einem Polieren der Vorder- und Hinterkante des Schaufelblattes als weiterem Bearbeitungsgang abzuschließen, wobei es sich um einen zeitraubenden Arbeitsgang handelt, der wiederum die Herstellungskosten der Schaufel beträchtlich belastet.

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Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, daß die gegebenenfalls vor der Bearbeitung des Schaufelblattes auf ihre Fertigmaße bearbeitete Fußplatte abgedeckt werden muß, um eine unerwünschte Mitbearbeitung der Fußplatte im Zuge der Formgebung des Schaufelblattes mit den sich daraus ergebenden unerwünschten Änderungen ihrer Abmessungen zu verhindern. Wenn die Fußplatte alternativ dazu zusammen mit dem Schaufelblatt bearbeitet wird, entsteht jedoch, wenn sich die Elektroden einander annähern, im Bereich der aneinanderstoßenden Elektrodenkanten ein Grat an der Fußplatte. In-jedem Falle ist eine weitere Polierbearbeitung notwendig, um entweder den Grat zu entfernen oder einen sauberen übergang zwischen Schaufelblatt und Fußplatte herzustellen, und diese Poliervorgänge erfordern in beträchtlichem Maße Geschick und Zeit und bringen so eine weitere Verteuerung der Schaufel mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung einer tragflügelartigen Strömungsmaschinenschaufel oder eines anderen Werkstückes mit Seiten und Stirnflächen zu schaffen, die eine Bearbeitung im gesamten, einen Winkel von 360 ° umfassenden Umfangsbereich aller Werkstückseitenflächen und gleichzeitig einer Stirnfläche bzw. Fußplatte so vollständig und mit so guter Qualität ermöglicht, daß im Anschluß an

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die elektrochemische Bearbeitung kein weiterer Bearbeitungsgang und kein Polieren mehr erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Wenn es sich bei dem zu bearbeitenden Werkstück um eine Strömungsmaschinenschaufel mit tragflügeiförmigen Schaufelblatt handelt, sind zwei einander gegenüberliegende Elektroden vorgesehen, die beiderseits des Werkstücks angeordnet sind. Jede Elektrode weist einen Hauptteil auf, dessen dem Werkstück zugewandte Arbeitsfläche entsprechend dem herzustellenden Tragflügelprofil der Schaufel geformt ist. Weiter weist jede Elektrode ein erstes Seitenteil zur Bearbeitung der Schaufelvorderkante und ein zweites Seitenteil zur Bearbeitung der Schaufelhinterkante auf. In ihrer im Zuge des BearbeitungsVorgangs erreichten Endstellung bilden die Elektroden einen Hohlraum, der das tragflügelförmige Schaufelblatt in seinem vollen, einen Winkel von 360 umfassenden Umfangsbereich mit Bezug auf die Schaufellängsachse umschließt.

Vorzugsweise sind die Seitenteile jeder Elektrode elastisch zum Werkstück hin und vom Elektrodenhauptteil

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weg vorgespannt, so daß zwischen dem Hauptteil und den Seitenteilen ein Spiel gegeben ist, und die Relativverschiebung zwischen den Seitenteilen und dem Hauptteil der Elektrode erfolgt dadurch, daß die Seitenteile jeder Elektrode an denjenigen der anderen Elektrode bzw. Elektroden anstoßen, so daß ihre eigene Vorschiebbarkeit zum Werkstück hin beendet wird, während der Elektrodenhauptteil weiter zum Werkstück hin vorgeschoben wird.

Es können Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den Elektroden und dem Werkstück in eine Richtung vorgesehen sein, die außer der genannten, zur jeweiligen Arbeitsfläche etwa senkrechten Richtungskomponente eine unter einem Winkel dazu verlaufende Richtungskomponente aufweist. Diese Mittel können entweder das Werkstück selbst verschieben oder eine Führung aufweisen, welche jede Elektrode längs der genannten resultierenden Richtung, also längs einer zum Werkstück schräg verlaufenden Bahn führt. Die Verschiebungsrichtung jeder Elektrode weist demgemäß eine zu ihrer Arbeitsfläche etwa senkrechte Richtungskomponente und eine dazu unter einem Winkel verlaufende Richtungskomponente auf.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken, gemäß welchem zunächst das Werkstück gehaltert und eine Anzahl

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von Elektroden der oben erwähnten er findungs gemäßen Bauart unter Freilassung eines Spalts zwischen ihnen und dem werkstück um dieses herum angeordnet und ein Elektrolyt in den Spalt zwischen den Elektroden und dem Werkstück eingeleitet sowie eine elektrische Spannung zwiscnen Werkstück und Elektroden angelegt wird, und bei welchem sodann eine Relativbewegung zwischen den Elektroden und dem Werkstück zur Annäherung der Elektroden an das Werkstück und zur elektrochemischen Bearbeitung derselben erzeugt und die Annäherungsbewegung der Seitenteile der Elektroden nach Erreichen einer bestimmten Endstellung beendet wird, wänrend die Annäherungsbewegung der Elektrodenhauptteile nocn weiter fortgesetzt wird.

Handelt es sich bei dem werkstück um eine tragflügeiförmige Strömungsmaschinenschaufel, werden zwei einander zugewandte Elektroden verwendet, die auf beiden Seiten der Schaufel angeordnet werden und deren Ilauptteil jeweils eine Bearbeitungsfläche aufweist, die entsprechend der jeweiligen Profilform der betreffenden Schaufelseite geformt ist, und wobei die Seitenteile zur Bearbeitung von Vorder- und Hinterkante des Schaufelblattes dienen. Die Beendigung der Annäherungsbewegung der Seitenteile der Elektroden erfolgt dadurch, daß die Seitenteile der einen Elektrode nach einer bestimmten Bewegungsdistanz an den-

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- 13 jenigen der anderen Elektrode anstoßen.

Während sich die Elektroden in der erstgenannten, zur Arbeitsfläche etwa senkrechten Richtungskomponente an das Werkstück annähern, erzeugen sie eine ziemlich genaue Geometrie des Werkstücks. In dem Zeitpunkt, in welchem elektrische Feldwirkungen infolge der geringen Dicke der Werkstückkantenbereiche wesentlich zur Wirkung kommen, ist das Werkstück bereits vollständig von den Elektroden umschlossen und ihre Abtragwirkung auf das Werkstück läßt sich vorhersagen. Demzufolge läßt sich die Form des von den Elektx'oden zu bildenden Hohlraums besser im Sinne einer genauen Erzeugung der gewünschten Fertigform des Werkstücks vorherbestimmen.

Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 die Elektrodenanordnung der Vor

richtung nach Fig. 1 während des Bearbeitungsvorgangs,

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Pig. 3 die am Ende des BearbeitungsVorgangs

erreichte Endstellung der Elektroden der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 fünf aufeinanderfolgende, mit a bis e

bezeichnete Bearbeitungsstadien einer mittels der Vorrichtung nach Fig. bearbeiteten tragflügelförmigen Strömungsmaschinenschaufel, wobei die Darstellung a das Ausgangswerkstück und die Darstellung e das Fertigwerkstück zeigt,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausfuhrungsform

der Elektrodenanordnung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der

Elektrodenanordnung, und

Fig. 7 eine Elektrode einer noch weiteren

Aus führungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit einer Elektrodenanordnung zum Einsatz in Verbindung mit irgendeiner her-

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kömmlichen elektrochemischen Bearbeitungsanlage. Die Erfindung bezieht sich nur auf die Elektrodenanordnung selbst und die Arbeitsweise der Elektroden, wesnalb die an sich bekannte elektrochemische Bearbeitungsmaschine, auf welcher die elektrodenanordnung montiert ist, nicht im einzelnen beschrieben wird.

Die Elektrodenanordnung weist ein Gehäuse 1 aus elektrisch isolierendem Material und zwei darin geführte Elektroden 2 und 3 auf. Die Elektroden 2 und 3 sind an verschiebbaren Haltern 4 und 5 befestigt, wie sie bei jeder herkömmlichen Haschine zu finden sind, una die Elektroden sind mit einer zu der vertikalen Gehäuse acht; e senkrechten RichtungüKoiuponerite an das "Weri-v tuck neran bzw. von dieser we^ verschiebbar, indem ihre Halter in einer unter k'3 zur Achse 6 verlaufenden Richtung verschoben werden.

Das Werkstück 7 ist in einer Halterung '6 montiert, in welchei' es mittels einer mit Schraubgewinde verseheia-n .Spannvorrichtung 9 so festgespannt ist, daß es bezüglicn der vertikalen Gehäuseachse 6 ausgerichtet ist. Die opaiinvi.rrichtung weist einen elektrischen Anschluß 10 auf, über welchen das Werkstück bezüglich der beiden Elektroden 2 anu 3, die negatives Potential haben, auf positivem Potential gehalten wird. Freilich können die Spannvorrichtung unu

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das Werkstück auch auf einem neutralen Potential und die Elektroden auf einem demgegenüber negativen Potential gehalten werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkstück ein Rohling einer Verdichterschaufel für ein Gasturbinentriebwerk. Die Schaufel weist einen ochaufelfuß 12, eine Fußplatte 13 und ein tragflügeiförmiges Schaufelblatt 14 auf. Es ist hierbei zweckmäßig, die Anlageflächen der Halterung so zu gestalten, daß der s chwalbens chwanzf örmige Schaufelfuß unmittelbar gegen diese Anlageflächen der Halterung gespannt werden kann.

Zur Zufuhr eines Elektrolyten aus irgendeiner an sich bekannten Elektrolytversorgung der Maschine sind Zuflußkanäle 15 und 16 vorgesehen. Der Elektrolyt tritt durch diese Zuflußkanäle 15 und 16 am sehaufelfußseitigen Werkstückende ein, strömt durch den Spalt zwischen dem Werkstück und den Elektroden und tritt durch einen Auslaßkanal 17 wieder aus dem Gehäuse 1 aus.

Fig» 2 zeigt die mehrteiligen Elektroden zur Herstellung des Schaufelblattes einer Verdichterschaufel im einzelnen. Jede Elektrode weist einen Hauptteil 21 und

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Seitenteile 22 bz». 23 auf, welch letztere so geführt

sind, daß sie relativ zum Mauptteil zum ssierkstüek bin und von diesem weg verschiebbar sind» öuren üummiklötze Zh sind die Seitenteile 22 bzw« 23 elastisch in Biehtung vom ttauptteil 21 weg vorgespannt. Die größtmöglichen Abstände 25 zwischen den Seitenteilen 22 bzw. 23 und des Mauptteil 21 sind dureh ünsehläge 26 begrenzt.

Das Werkstück ist in einer Phase des ßearbeitungsvor— gangs dargestellt, in welcher die Elektroden als Sanzes zum Werkstück hin bewegt werden, indene sie unter %5 zur· vertikalen ßehäuseaehse 6 verschoben werden. Bas Merkstück ist so positioniert, daß die Längsachse des Schaufelblattes vertikal verläuft, so daß die Elektroden 2 und 3 nient nur zueinander hin und demzufolge an den Schaufelblatteil des Werkstücks heran, sondern aueh in Sichtung zum Schaufelfuß des iierkstücks hin bewegt werden. Bei fortschreitender Bearbeitung beginnt sieh auch die Fußplatte 13 gieienzeitig nät dem Schaufelblatt zu formen.

Bas Werkstück weist anfänglich eine größere Breite als die fertige Sehnenlänge des Schaufelblattes auf. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weisen die Mauptteile 21 der beiden Elektroden 2 und 3 jeweils eine Bearbeitungsfläehe 30

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bzw. 31 auf, die entsprechend der jeweils herzustellenden Profilseite des Schaufelblattes geformt ist. Die relativ zum Hauptteil beweglichen Seitenteile 22 bzw. 23 sind so angeordnet» daß sie das Werkstück auf die korrekte Sehnenlaage bringen.

Wenn sich die beiden Elektroden 2 und 3 einander annähern» wirken sich elektrische Feldwirkungen aufgrund des elektrischen Bearbeitungsstromes, welche die Werkstückkanten verstärkt beeinflussen, nur auf diejenigen Bereiche der rferksfcüekkanten aus, die ohnenin von den Seitenteilen 22 und der Elektroden abgetragen werden, wenn die Seitenteile 22 und 23 der beiden Elektroden schließlich aneinander anstoßen, sind die Profilseiten des Schaufelblattes schon nahezu auf ihre Fertigpaße bearbeitet, und der Bearbeitungsvorgang geht in eine Gesamtbearbeitung des von den Elektroden vollständig umschlossenen Schaufelblattes über.

Machdem die Seitenteile 22, 23 der beiden Elektroden und 3 aneinander angestoßen sind, ist es notwendig, die Bearbeitung noch weiter fortzusetzen, um die Grate an der Vorder- und Hinterkante der Schaufel abzutragen. Würde dies bei stillstehenden Elektroden, d.h. bei in ihrer bis dahin erreichten Stellung verbleibenden Elektroden 2 und 3 erfolgen, würde man aufgrund des stets größer werdenden Be-

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arbeitungsspaltes zwischen Werkstück und Elektroden allmählich die Kontrolle über die Bearbeitungsgenauigkeit verlieren, da die Kanten aufgrund ihrer dünnen Querschnitte und der daraus folgenden Feldkonzentrationswirkungen verhältnismäßig schnell abgetragen würden. Außerdem wurden die Übergangsradien zwischen der Fußplatte und dem Senaufelblatt unannehmbar groß werden.

Das endgültige Fertigbearbeiten oder Trimmen des Schaufelblattes erfolgt daher, während die Vorschubbewegung der Elektrodenhauptteile 21 weiter fortgesetzt wird, so daß sich diese relativ zu den Seitenteilen weiter aufeinanderzu bewegen und die Bearbeitung der Profilseiten in kürzester Zeit bei kontrolliertem Arbeitsspalt und optimaler Geschwindigkeit erfolgt und dadurch eine große Maßgenauigkeit der Profilflanken erhalten wird. Die eine schnelle Abtragung der Grate an der Schaufelvorder- und Hinterkante bewirkenden Kanteneffekte des elektrischen Feldes werden dabei während einer kurzen Zeit vorteilhaft ausgenutzt.

Da die Steuerung der Bearbeitung eines vollständig umschlossenen Werkstückes einfacher vorhersagbar ist, können die Vorder- und Hinterkante zusammen mit den Profilflanken also mit großer Genauigkeit auf ihr Fertigmaß gebracht werden, so daß die Notwendigkeit eines nachfolgenden

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- 20 Poliervorgangs entfällt.

Gleichzeitig öewe_&en sicn aie Elektroden als Ganzes zum schaufelfußseitigen ,werkstücken de η in una bearbeiten dadurcn auch die Fußplatte, inline ausreichende Elektrodenbewegung zur Fußplatte hin fünrt zu einer vollständigen Fußplattenbearbeitung und zur Beseitigung von Graten₃ die bei der Bearbeitung durch die Elektrodenseitenteile im Vorder- und Hinterkantenbereicn des Schaufelblattes nocn stehengeblieben sind. Da die Bearbeitung aer Fußplatte gleichzeitig mit der Fertigbearbeitun_& des ocnaufelblattes abläuft, ist bei Beendigung der ochaufelblattbearbeitun_& auch die Fußplatte auf das korreiite Fertigmaß bearbeitet.

Die Relativbewegung zwischen den Elektroden und dem Werkstück für die Fertigbearbeitung des oenaufelblattes und der Fußplatte wird daaurcn ermöglicht, daß aie öeitenteile 22 und 23 relativ zum jeweiligen Elektrodennauptteil beweglich an diesem angeordnet sind. Während die EleKtrodenhauptteile 21 der beiden Elektroden sich weiter zueinander hin bewegen j wenn die Seitenteile 22 und 23 bereits aneinander anstoßen, verringern sicn die Zwiscnenräume 25 zwischen den Seitenteilen und dem jeitfeils zugehörigen nauptteil allmählicn und die elastischen Gummiklötze werden zusammengedrückt. Die ündstellung der verscniedenen Teile

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der Elektroden 2 und 3 und des Werkstückes sind in Fig. 3 dargestellt.

Pig. 4 zeigt die aufeinander folgenden phasen und die Zwischenformen des Werkstücks zwiscnen dessen Rohform (Pig. 4a) und dessen Fertigform (Fi_to. Hd), Die Ausgangsform (Fig. 4a) ist ein Recnteckkörper, an welenem der Schaufelfuß bereits herausgearbeitet worden ist. Abgesehen davon kann aber die Ausgangsform des Werkstücks jeweils im Hinblick auf einen Kompromiß zwiscnen den iiosten des während der elektrochemiecnen Bearbeitung des in seiner Fertigform tragflügelartigen Schaufenblattes abgetragenen Verlustwerkstoffes und den Kosten der Herstellung einer Vorform gewählt werden, die der endgültigen Tragflügelform näher als die Re ent eckroh form koiurnt. B¹I₀. 4b zeigt die bei der Slektrodenstellung nacn Fig. 2 erreicnte Zwischenform aes Werkstücks, wooei die Elektroden bereits begonnen naben, das Werkstück zu formen. Fig. 4c zeigt eine weitere Zwiscnenstufe des Werkstücks. Bei der in Fig. 4d gezeigten Zwiscnenstufe sind die Seitenteile 22 und 2 3 der Elektroden gerade aneinandergestoßen und haben spitzenförmige Grate an Vorder- und Hinterkante des Schaufelblattes und der Fußplatte zurückgelassen. Fig. 4e zeigt die Fertigform der Fußplatte und des Schaufelblattes nach der Pertigbearbeitung, wobei es sich um die in der in Fig. 3 gezeigten Elektrodenend-

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- 22 position erzeugte Form handelt.

Aus Fife. 4 ist ersicntlich, aaß aie Grüße des bcnaul'elfußteils mit der Fußplatte si cn allmählich verringert, während die Elektroden im Zuge ihrer unter 45 verlaufenden Vorschubbewegung die Fußplatte bearbeiten. Diese Relativbewegung zwischen den .elektroden und der Fußplatte ermöglicht eine ausreichende Bearbeitung der Fußplatte ois auf ihre Fertigmaße.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführun_ös form aer Elektrodenanordnung, bei welcher die relativ zum jeweiligen Hauptteil bewegbaren .Seitenteile 22 und 23 mit Ansätzen 4ü versehen sind, die in nuten 41 des jeweiligen Elektrocienhauptteils 21 gefünrt sind. Die elastiscnen Gurumiklütae sind hierbei beiderseits dieser Ansätze angeordnet. jJurcn diese Konstruktion können die ueitenteile mit gröberer Genauigkeit rechtwinklig, mit Bezug auf uen Elektroaennauptteil 21 gehalten werden. In jeder ^'ut 41 ist ein einziger Anschlag 43 vorgesehen, der die Verschiebbarkeit aer oeitenteile vom jeweiligen Hauptteil weg begrenzt.

as können natürlich auch andere elastiscne Elemente zur Vorspannung der Seitenteile 22 bzw. 2 3 vom jeweiligen Hauptteil 21 weg vorgesenen sein, beispielsweise Federn.

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Fig. 6 zeigt eine weitere alternative Ausfünrungsform der ilektrodenanordnung, die geringfügig anders als die vorbescnriebenen Ausf(ihrungsformen arbeitet, ßei eier Anordnung nacn Fig. 6 sind aie Elektroden nämlich so geführt, daß sie senkrecht zur n'erKstückachse verscniebbar sind, um das Scnaufelblatt mit seiner Vorder- und Hinterkante zu bearbeiten, und die zur bearbeitung der Fußplatte erforderliche Relativbewegung zwiscnen den Elektroden und dem werkstück erfolgt durcn Verschieben des WerKstücKs selbst längs seiner Längsacnse. Der dazu erforderIicne Mechanismus ist bei Mascninen der in Rede stenenden Art an si cn bekannt.

Fig. 7 zeigt eine nocn weitere Abwandlung der in Fig. gezeigten Elektroden, wobei der Ansatz 40 jedes Seitenteils mit einer Aussparung 45 versehen ist, in welche ein Riegel hineinragt, der eine Trennung des betreffenden Seitenteils vom Hauptteil 21 verhindert und außerdem in ähnlicner weise wie die in Fig. 5 gezeigten Zapfen 43 als Ans cnlag zur Begrenzung der SeitenteiIbewegbarkeit dient. Die Enden beider Seitenteile jeder Elektrode und deren Hauptteil sind durch einen daran befestigten Kupferblechstreifen 47 miteinander verbundens der die Seitenteile auf dem gleicnen elektrischen Potential wie den Hauptteil hält. Der Streifen ist flexibel und bei 48 und 49 mit einer Ausbuchtung versenen_s

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um die Relativbewegung der Seitenteile beZu₀Iicn des Hauptteils zu ermöglichen.

Da, wie aus der vorner^ehenden Bescrireibung nervorgeht, mittels der Erfindung das Problem der Fertigbearbeitung von Scnaufelblatt und Fußplatte einer otrömungsmascninenschaufel im Zuge eines einzigen elektrochemiscnen aearbeitungsvorgangs gelöst wird, können die billigsten Ausgangsformen des Werkstücks Anwendung finden. Die Erfindung ermöglicht auch eine Bearbeitung des ücnaufelfußes zuerst, solange noch ein leicnt einzuspannender Materialblock vorhanden ist, der auch die aearbextungsKräfte bei der üchaufelfußbearbeitung leicnt aufnehmen kann. Durcn den Wegfall der Poliervorgänge, die bei bekannten Fertigungsverfahren bei Schaufelblatt und Fußplatte nach der eleKtrochemisehen Bearbeitung noch erforderlich sind, sowie durcn den Wegfall einer gegebenenfalls erforderlichen Einbettung des Schaufelblattes zur Einspannung der Scnaufel bei der Fertigbearbeitung des Schaufelfußes ergeben sich beträentliche Zeit- und Kosteneinsparungen.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken, mit einer Anzahl von nahe dem Werkstück anzuordnenden Elektroden, die jeweils eine dem Werkstück zugewandte Arbeitsfläche aufweisen und im Zuge des Bearbeitungsvorgangs mindestens mit einer zu der jeweiligen Arbeitsfläche im wesentlichen senkrechten Riehtungskomponente näher an das Werkstück heran bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (2, 3) einen Hauptteil (21), der eine entsprechend der gewünschten Werkstückkontur im Bereich dieser Elektrode geformte Arbeitsfläche (30, 3D hat, und zwei an dem Hauptteil angeordnete Seitenteile (22, 23) aufweist, die in der genannten Richtungskomponente der Elektrodenbewegbarkeit zusammen mit dem Hauptteil und außerdem in durch Anschläge (26, 43, 46) beschränktem Maße relativ zum Hauptteil in eine über dessen Arbeitsfläche hinaus vorspringende Stellung verschiebbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Bearbeitung einer Strömungsmaschinenschaufel mit tragflügelförmigem Schaufelblatt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander zugewandte Elektroden (2, 3) vorgesehen sind, deren Hauptteile (21) zur Bearbeitung der beiden Schaufelseiten und deren Seiten-

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teile (22, 23) zur Bearbeitung von Schaufelvorderkante und Schaufelhinterkante dienen, und die in ihrer im Zuge des Bearbeitungsvorgangs erreichten Endstellung das Schaufelblatt (12) in dessen vollem, einen Winkel von 360 umfassenden Umfangsbereich umschließen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) außer mit der genannten, zur jeweiligen Arbeitsfläche im wesentlichen senkrechten Richtungskomponente auch mit einer dazu unter einem Winkel verlaufenden Richtungskomponente relativ zum Werkstück (7) verschiebbar sind.
i|. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativverschiebung zwischen Werkstück (7) und Elektroden (2, 3) in Richtung der genannten weiteren Richtungskomponente durch Verschieben des Werkstücks erfolgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) jeweils in einer aus der zur Arbeitsfläche im wesentlichen senkrechten Richtungskomponente und der weiteren, dazu unter einem Winkel verlaufenden Richtungskomponente resultierenden Richtung verschiebbar sind.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (22, 23) jeder Elektrode (2, 3) durch Federmittel (2 4, 42) elastisch in Richtung vom Hauptteil (21) weg und zum Werkstück (7) hin vorgespannt sind.
7. Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines Werkstücks mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Elektrodenseitenteile zum Werkstück hin nach Erreichen einer bestimmten Endstellung beendet wird, während der Vorschub der Elektrodenhauptteile zum Werkstück hin noch weiter fortgesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7 zur Bearbeitung einer Strömungsmaschinenschaufel mit tragflügelförmigem Schaufelblatt mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Seitenteile der beiden Elektroden beim Erreichen der genannten Endstellung dadurch beendet wird, daß die einander jeweils gegenüberliegend angeordneten Seitenteile beider Elektroden aneinander anstoßen.
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