DE3027504C2

DE3027504C2 - Schleifmaschine

Info

Publication number: DE3027504C2
Application number: DE3027504A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Oppelt; Werner Ing.(grad.) 2051 Neu Börnsen Peschik; Werner Dr.-Ing. Dr. 2050 Escheburg Redeker; Uwe Ing.(grad.) 2110 Buchholz Uhlig
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1980-07-19
Filing date: 1980-07-19
Publication date: 1983-05-11
Also published as: FR2486849A1; GB2080164B; US4439951A; IT1211078B; IT8122984A0; CH654509A5; FR2486849B1; JPS5754064A; DE3027504A1; GB2080164A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine mit mindestens einer, mindestens eine Schleifscheibe tragenden, horizontal angeordneten und vertikal verschiebbaren Schleifspindel, mit einem mittels eines ersten Motors horizontal quer zur Schleifspindel verschiebbaren Tisch, der einen Werkstückträger mit einer geneigten Auflageiläche und Befestigungsmittel J5 für das Werkstück aufweist, ui.J mit einer mit dem ersten Motor verbundenen Steuerung.

Schleifmaschinen dieser Art sind aus der GB-PS 12 53 238 und der GB-PS 13 49 864 im Prinzip bekannt. Die bekannten Maschinen dienen zum Erzeugen planer Flächen an Klemmfutterbacken, wozu der in -Y-Richtung relativ zu der bzw. den Schleifscheiben verfahrbare Tisch einen Werkstückträger mit einer geneigten Auflagefläche und mit Befestigungsmitteln für das Werkstück aufweist. Die Herstellung von gewölbten Flächen ist mit diesen Maschinen dagegen nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie auch zum Schleifen von Nuten mit quer zur Richtung der Nutentiefe gewölbten Flankenflächen geeignet ist.

Gelöst ist diese Aufgabe bei einer Schleifmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch, daß das Befestigungsmittel für das Werkstück einer gegenüber der Auflagefläche des Werkstückträger mittels eines zweiten, in die Steuerung einbezogenen Motors in einer Richtung, welche in der Neigungsebene der Auflagefläche und in einer gemeinsamen Ebene mit der Spindel liegt, verschiebbare Werkstückaufnahme ist.

Durch die vorgesehene schräge Anordnung des Werkstücks unter dem Winkel α zur Z-Achse und durch die Verschiebbarkeit des Werkstücks in Richtung der unter dem Winkel α schräg zur Z-Achse verlaufenden Z'-Achse wird erfindungsgemäß erreicht, daß Nuten mit in jedem gewünschten Maß gewölbt verlaufenden Flankenflächen in das Werkstück eingebracht werden können. Da hierzu nach der Erfindung lediglich eine Verschiebung des Werkstücks in Richtung der ^f-Achse und in Richtung der Z'-Achse erforderlich ist, reicht als Steuerung eine einfache Zweikoordinatensteuerung aus.

Als Neigungswinkel der Z'-Achse gegenüber der Z-Achse ist gemäß der Erfindung ein Winkel χ von 30° bevorzugt Bei Wahl dieses Winkels ist der Radius der Wölbung der Flankenfläche gleich dem doppelten Schleifscheibenradius, Sollen in der Nut zu der durch die X- und Z-Achse definierten Ebene senkrechte Flankenflächen erzeugt werden, so ist eine Schleifscheibe vorzusehen, die eine zu ihrer Stirnfläche im Winkel « geneigte Schleiffläche aufweist Die Erfindung bietet bei Einsatz von zwei parallelen Schleifspindeln mit je mindestens einer Schleifscheibe ferner die Möglichkeit, auf entgegengesetzte Seiten des Werkstücks gleichzeitig Nuten mit entgegengestzt gewölbten Flankenflächen zu schleifen. Hierzu ist die Werkstückaufnahme mittels des Tisches in .^-Richtung zu verfahren und gleichzeitig auf der schrägen Auflage des Werkstückträgers in Korrelation zur Bewegung des Schrägtisches in /f-Richtung in der unter dem Winkel cc gegen die Spindelachsen geneigten Richtung Z' zu verschieben. Wird bei diesem Vorgehen mit der oder den Schleifscheiben der einen Schleifspindel eine konvex gewölbte Flankenfläche einer Nut erzeugt, so wird mit der auf der anderen Seite angeordneten Schleifscheibe der anderen Schleifspindel eine konkav gewölbte Flankenfläche gebildet und umgekehrt

Für die Steuerung der Schleifmaschine ist vorzugsweise ein Prozeßrechner vorgesehen, welcher den Antrieb der Werkstückaufnahme in Z'-Richtung entsprechend dem Verlauf der zu erzeugenden Flankenflächen in Korrelation zu der Verschiebung des Tisches in AT-Richtung steuert

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen perspektivisch dargestellten Vertikalschnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schleifmaschine mit zwei vertikal übereinander angeordneten Schleifspindeln,

Fig. la eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Werkstückes,

Fig. Ib die Richtung der verwendeten Koordinaten und

F i g. 2 eine schematische Darstellung der verwendeten Steuerschaltung.

In F i g. 1 ist eine Schleifmaschine 1 mit zwei vertikal übereinander angeordneten parallelen Schleifspindeln 2 und 3 dargestellt Die obere Schleifspindel 2 mit einer Schleifscheibe 4 ist in einem Gehäuse 6 gelagert und von einem Motor 7 angetrieben. Die untere Schleifspindel 3 weist in Achsrichtung hintereinander zwei Schleifscheiben 8 und 9 auf. Sie ist in einem Gehäuse 11 gelagert und von einem Motor 12 angetrieben. Die Drehrichtung der Schleifspindeln ist durch die Pfeile 2' und 3' angedeutet Die Gehäuse 6 und 11 sind an einer Maschinensäule 13 senkrecht in Y-Richtung (vergleiche F i g. Ib) verschiebbar. Mit 14 ist eine Schutzhaube bezeichnet, die die obere Schleifscheibe 4 wenigstens teilweise umgibt.

Auf einem Maschinenbett 16 ist ein Tisch 17 mittels eines Motors 18in A'-Richtung(vergleiche Fig. Ib)quer zu den Achsen der Schleifspindel 2 und 3 verschiebbar geführt Fest mit dem Tisch 17 verbunden ist ein Werkstückträger 19, dessen Auflagefläche unter einem Winkel α gegen die Oberfläche des Tisches 17 geneigt ist und einen Schlitten 21 trägt, an dem eine Werkstückaufnahme 22 befestigt ist. In die Werkstück·

aufnahme 22 ist ein Werkstück 23, in dem in Fig, I dargestellten FaJI eine Turbinenschaufel, deren Fuß 24 bearbeitet werden soll, eingespannt.

Durch die Neigung der Auflagefläche des Werkstückträgers 19 gegen die Oberfläche des Tisches 17 ist eine Richtung Z'definiert, die im Winkel« zur senkrecht zur X- und K-Ächse verlaufenden Z-Achse verläuft Die Z-Achse liegt in der durch die Y- und die Z-Achse gebildeten Ebene (vergleiche Fig. Ib), Die Z-Achse verläuft also in Richtung der Achsen der Schleifspindeln 2 und 3.

Die Werkstückaufnahme 22 ist zusammen mit dem Schlitten 21 in Richtung der Z-Achse verschiebbar auf dem Werkstückträger 19 gelagert Als Antrieb des Schlittens 21 dient ein Motor 26, der seitwärts am is Werkstückträger 19 befestigt ist und der über einen Zahnriementrieb 27 und eine Spindel mit dem Schlitten 21 in Wirkverbindung steht

In F i g. 2 ist in einem schematischen Übersichtsbild die Steuerschaltung der erfindungsgemäßen Schleifmaschine dargestellt Es handelt sich um eine einfache Zweikoordinatenbahnsteuerung, da das Werkstück für die vorzunehmenden Schleifbearbeitungen nur in der X- und der Z'-Richtung verschoben zu werden brautht Die Motoren 18 und 26, die für die Verschiebung des Werkstückes in X-Richtung und in Z'-Richtung respektive vorgesehen sind, sind über je einen Leistungsverstärker 28 und 2G mit Steuergliedern 31 und 32 verbunden. An das Steuerglied 32 ist ein Lagedetektor 33 zur Überwachung der Position des Tisches 17 in X-Richtung angeschlossen. Das Steuerglied 31 ist mit einem Lagedetektor 34 für die Überwachung der Position des Schlittens 21 in Z-Richtung verbunden. Ein Sollwertgeber 36 steht mit beiden Steuergliedern 31 und32 in Verbindung.

Fig. la zeigt in einer vergrößerten Darstellung das zu bearbeitende Werkstück 23, im dargestellten Fall den Fuß 24 einer Turbinenschaufel. Das Profil dieses Turbinenschaufelfußes 24 weist vier Nuten 37 und 37' auf, von denen je zwei in den gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks 23 verlaufen, und ist auf beiden Seiten symmetrisch.

Die schleiftechnische Aufgabe besteht im vorliegenden Fall darin, die Nuten des Schaufelfußes 24 so zu schleifen, daß ihre Flankenflächen 38 und 38' einen gewölbten Verlauf erhalten. Wie die Fig. la erkennen läßt, soll die Wölbung der Flankenflächen 38 und 38' entsprechend den angedeuteten Kreisbögen 41 und 4Γ konkav verlaufen. Die Flankenfläche 39 der Nut 37' verläuft dagegen konvex, wie der Verlauf des Kreisbo- so gens 41" andeutet. Bisher war es üblich und notwendig, für das Schleifen derartiger Nuten mit gewölbten Flankenflächen Topfschleifscheiben zu verwenden, deren Radius dem Radius der Kreisbögen 41, 4Γ und 41", also dem Radius der Wölbung der Flankenflächen, entspricht. Bei großen Radien bedeutet das einen sehr großen Aufwand, da ein großer Topfschleifscheibenradius hohe maschinenbauliche und schleiftechnische Anforderungen stellt Durch die Erfindung ist es möglich, diesen Aufwand zu vermeiden. Die Schilderung der Funktionsweise der beschriebenen Schleifmaschine 1 macht das deutlich.

Das Werkstück 23, im dargestellten Fall eine Turbinenschaufel, wird, wie in Fig,t gezeigt, in die Werkstöckaufnahme 22 so eingespannt, daß die Werkstückpchse, die in Fi g, la mit 42 bezeichnet ist, in Z'-Richtung zeigt, also unter dem Winkel« zu der in der Tischebene verlaufenden Z-Achse verläuft Zum Schleifen von Flankenflächen 38 und 38' gewünschter Wölbung wird der Werkstückträger 19 mit dem Tisch 17 im Maschinenbett 16 in ^-Richtung und gleichzeitig das Werkstück 23 auf dem Schlitten 21 in Korrelation zur Verschiebung in ^-Richtung in Z'-Richtung verfahren. Die für die Erzeugung einer Wölbung eines bestimmten Radius vorgegebene Korrelation der Verschiebung in X- und Z'-Richtung ist im Sollwertgeber 36 (vergleiche F i g. 2) vorgegeben, welcher die Steuerglieder 31 und 32 entsprechend dieser Korrelation beaufschlagt, so daß die Motoren 18 und 26 im Sinne der Erzeugung von Flankenflächen gewünschter Wölbung gesteuert werden. Mit den Lagedetektoren 33 für cfie Überwachung der Position des Tisches 17 in ^-Richtung und 34 für die Überwachung der Position der Werkstückaufnahme 22 in Z'-Richtung werden den Lagf. Koordinaten des Werkstückes 23 entsprechende Istwerte c rzeugt und in den Steuergliedern 31 und 32 mit den vom Sollwertgeber 36 vorgegebenen Sollwerten verglichen, so daß gegebenenfalls auftretende Lageabweichungen entsprechend ke«rigiert werden. In der Praxis handelt es sich bei der Steueranordnung um Lagerregelkreise mit unterlegten Geschwindigkeitsregelkreisen.

Der Sollwertgeber 36 kann einen Lochstreifenleser aufweisen, über den die erforderlichen Sollwerte entsprechend dem gewünschten Verlauf der Nutenflanken von einem Lochstreifen eingelesen werden. Andere Mittel der Sollwertvorgabe sind natürlich auch geeignet. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist der Einsatz eines Prozeßrechners, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, als Steuermittel. Die gesteuerte Verschiebung des Werkstückes 23 in X- und Z'-Richtung führt zur Erzeugung von Nuten mit Flankenflächen einer vorgegebenen Wölbung. Mit den Schleifscheiben 8 und 9 der unteren Schleifspindel 3 werden dabei gleichzeitig die entsprechenden Flankenflächen 38 und 38' dr Nuten 37 und 37' auf der Unterseite des Werkstückes 24 geschliffen. Gleichzeitig wird mit der Schleifscheibe 4 der oberen Schleifspindel 2 die Flankenfläche 39 der oberen Nut 37 geschliffen. Die Wölbung der Flankenfläche 39 der oberen Nut 37' ist der Wölbung der Flankenfläche 38 und 38' der unteren Nuten 37 und 37' entgegengesetzt. Bei jedem Durchgang können mit der Vorrichtung nach der Erfindung also gleichzeitig drei gewölbte Flankenflächen von Nuten erzeugt werden, was zu einer sehr schnellen und rationellen Bearbeitung führt

Soll eine Flankenfläcbe 38 erzeugt werden, die senkrecht auf der durch die X- und Z'-Achse aufgespannten Ebene steht, so ist, wie im Fall der F i g. I₁ die die Flankenflächt· erzeugende Schleiffläche 43 der Schleifscheibe 9 unter einem Winkel β zu ihrer Stirnfläche geneigt, der gleich dem Winkel α ist. Unter demselben Winkel β verläuft auch die die gewölbte Flankenfläche 38' oer unteren Nut 37' herstellende Schleiffläche der vorderen Schleifscheibe 8 zu ihrer Stirnfläche.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Schleifmaschine mit mindestens einer, mindestens eine Schleifscheibe tragenden, horizontal angeordneten und vertikal verschiebbaren Schleifspindel, mit einem mittels eines ersten Motors horizontal quer zur Schleifspindel verschiebbaren Tisch, der einen Werkstückträger mit einer geneigten Auflagefläche und Befestigungsmittel für das Werkstück aufweist, und mit einer mit dem ersten ι ο Motor verbundenen Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel für das Werkstück (23) eine gegenüber der Auflagefläche des Werkstückträgers (19) mittels eines zweiten, in die Steuerung einbezogenen Motors (26) in einer Richtung (Z'), weiche in der Neigungsebene der Auflagefläche und in einer gemeinsamen Ebene mit der Spindel (2,3) liegt, verschiebbare Werkstückaufnahme (22) ist
2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (λ) zwischen der Richtung (Z'X in der die Werkstückaufnahme (22) verschiebbar ist, und der Horizontalen 30° beträgt.

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