DE957711C - Nach dem Umlaufverfahren arbeitende Nachformfräsmaschine zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere Schaufeln für Kreiselmaschinen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

S 2383 Ib/49b

für Kreiselmaschinen

Der neuzeitliche Maschinenbau stellt oft sehr hohe Anforderungen an die Herstellgenauigkeit auch kompliziert geformter Teile. So ist beispielsweise die Herstellung der Schaufeln von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen, von ausschlaggebender Bedeutung für Leistung und Wirkungsgrad der Maschine.

Bei der Herstellung der Schaufeln von Kreiselmaschinen, insbesondere von Dampfturbinen, kann man von vorgepreßten Stücken ausgehen, deren Profil so weit vorgeformt ist, daß es nur noch eines Schleifvorganges bedarf, um die endgültige Form zu erhalten. Dieses Herstellungsverfahren erfordert entsprechend vorgearbeitete Gesenke, deren Anwendung sich nur bei großen Stückzahlen gleicher Profile lohnt. Eine andere Möglichkeit ist die Herstellung der Schaufeln aus einem Rohling durch Fräsen. Bekannt ist es, den Schaufelrohling auf einer Unterlage zu befestigen und ihm dann mit Hilfe eines Formfräsers das gewünschte Profil zu geben. Dieses Verfahren wird in großem Umfang angewendet. Zwar ist auch hierfür eine Sonderfertigung insofern notwendig, als der verwendete Fräser der Schaufelform angepaßt werden muß, jedoch ist die Herstellung solcher Formfräser einfacher und billiger als die der Gesenke. Aber auch dieses Herstellungsverfahren bereitet noch Schwierigkeiten, vor allem dann, wenn es sich um Schaufeln mit räumlicher Krümmung (verwundene Schaufeln) handelt. Wenn auch die Aufgabe

nicht unlösbar ist, so führt sie doch herstellungsmäßig zu größeren Schwierigkeiten, vor allem bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit.

Es ist auch bekannt, zur Herstellung schwieriger Profile sowie insbesondere von Turbinenschaufeln Umlauf fräsmaschinen anzuwenden,, die die Herstellung schwierigster Profile mit großer Genauigkeit ohne Anwendung profilierter Fräswerkzeuge mit normalen Fräsern ermöglichen. Bei Anwendung

ίο derartiger Maschinen wird der Schaufelrohling drehbar eingespannt und in Schichtlinien in einem Arbeitsgang nach einem vorgegebenen Modell bearbeitet. Zur Erzielung einer verbesserten Herstellungsgenauigkeit kann bei derartigen Maschinen auch mit einem Modell gearbeitet werden, das größer als das Werkstück selbst ist.

Die Aufgabe, das Übersetzungsverhältnis .1 : 1 zwischen Modell und Werkstück durch ein anderes, insbesondere größeres Verhältnis zu ersetzen, kann man dadurch lösen, daß man den starren Bewegungszusammenhang zwischen Fühler und Werkzeug löst und die Übersetzung der Bewegungen in ein Zwischengetriebe verlegt. Jedoch erfordert der Aufbau einer solchen Maschine und ihrer Steuerung einen verhältnismäßig großen Bauaufwand, der nicht immer technisch und wirtschaftlich vertretbar ist.

Für Schleifmaschinen ist auch bereits eine Lösung bekanntgeworden, bei der das spanabhebende Werkzeug in Form der Schleifscheibe und eine in seinem Abstand gegenüber dem Werkzeug veränderliche Führungsrolle an ein und- demselben schwenkbaren Träger aufgehängt sind und die Führungsrolle auf einem Modellkörper gleitet, der von der gleichen Welle bzw. koaxial zu der Welle des von dem Schleifwerkzeug· bearbeiteten Werkstückes angetrieben wird. Zur Erzielung des Vorschubes werden bei dieser Anordnung das Modell und das Werkstück senkrecht zu der Schwenkachse des die Schleifscheibe und die Führungsrolle haltenden Auslegers angetrieben. Sowohl die Welle der Schleifscheibe wie die Drehachse der Führungsrolle liegen dabei ebenfalls senkrecht zu ihrer Schwenkachse. Ein erheblicher Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß der schwenkbare Werkzeugträger um den Vorschub verlängert ist. Infolge der Gestaltung der bekannten Schleifmaschinenkonstruktion ergibt sich die Schwierigkeit bzw. Unmöglichkeit, das Übersetzungsverhältnis zwischen Modell und Werkzeug ohne weiteres in weiten Grenzen unabhängig von dem Vorschub zu verändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte, nach dem ,Umlaufverfahren arbeitende Nachformfräsmaschine zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Schaufeln für Kreiselmaschinen, mit einem von 1 : 1 abweichenden Verhältnis gegenüber dem Modell, zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Werkstück und Modell untereinander sowie im Verhältnis zur Schwenkachse parallele Achsen haben und der Achsenabstand und damit das Verhältnis der Schwenkradien von Werkstück und Fühler bzw. Werkstück und Modell verändert werden können.

Vorzugsweise wird dabei für die Schwenkbewegung des Werktisches bzw. des Werkzeuges eine pneumatische Fühlersteuerung angewendet, durch welche die erforderlichen Bewegungen des Fräser und Fühler tragenden schwenkbaren Auslegers bzw. Werkzeug und Modell tragenden Schwenktisches entsprechend der gewünschten Profilierung von Modell und Werkstück durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung macht es ohne weiteres möglich, daß von dem gleichen Modell Werkstücke gleicher Form, aber von beliebigen Dimensionen hergestellt werden können, wobei der Vorschul) in Richtung der Drehachsen erfolgt. Wenn man also z. B. die Beschaufelung eines Verdichters fräsen will, so genügt ein einziges Modell für die verschiedenen Schaufelgrößen. Es ist also lediglich erforderlich, das Übersetzungsverhältnis so einzustellen, daß die vom gleichen Modell hergestellten Schaufeln jeweils die gewünschte Schaufelgröße besitzen.

Tm folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden, das in den Fig. ι und 2 der Zeichnung gezeigt wird.

Bei dem für die Erzeugung der Schwenkbewegung ist ein hydraulischer Antrieb 9 vorgesehen. An dem Ständer 1 der Fräsmaschine ist der AVerktisch 2 um die Achse 10 schwenkbar gelagert. 11 bedeutet einen Fräser, der von einem Arm 3 gehalten ist. 4 ist der Träger des Fühlerkopfes 5, dessen in der Figur nicht weiter dargestellte Steuerglieder für den hydraulischen Antrieb 9 durch die Fühlerrolle 6 bewegt werden. Auf dem Tisch 2 bzw. dessen die Vorschubbewegung ermöglichendem Schiitten sind das Modell 8 und das Werkstück' 7 gelagert, und zwar' drehbar um die Achsen 12 und 13, die parallel zu der Schwenkachse 10 des Tisches verlaufen. 9 bedeutet den zur Erzeugung der Schwenkbewegung des Tisches dienenden hydraulischen Antrieb. Das Modell (S ist gegenüber dem Werkstück 7 vergrößert, und zwar im Verhältnis des Abstandes der Wellen 10 und 13 zum Abstand der Wellen 10 und 12. Je nach dem gewünschten Verkleinerungsgrad werden die Drehachsenabstände des Modells 8 bzw. der Fühlerrölle 6 des Fühlers 5 von dem Fräsern bzw. Werkstück 7 verringert oder vergrößert.

Während in Fig. 1 angenommen war, daß Fräser und Fühler feststehen und der Tisch 2 mit Werkstück und Modell Schwenkbewegungen ausführen, ist im Fall der Fig. 2 die umgekehrte Anordnung getroffen. Jetzt stehen Modell und Werkstück fest, und die Schwenkbewegung ist in den Träger 4 für Fräser und Fühler verlegt. Durch Verschieben des Fräsers 3 auf den Träger 4 läßt sich auch hierwieder das Übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen beeinflussen.

Bei der Herstellung von Formkörpern, wie sie im vorstehenden erläutert wurde, ergeben sich bei größeren Abweichungen von der Kreisform in den

Claims (2)

1. durch den Vorschub erreichten Schichtlinien bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit um die Achse des Werkstückes bzw. Modells verschiedene Bearbeitungsgeschwindigkeiten, je nachdem, ob ein Teil geringerer oder größerer Krümmung überfahren wird. Da sich hierdurch unter Umständen bei der Bearbeitung Schwierigkeiten ergeben können, kann — wie an sich bekannt — zur Anpassung der Umlaufgeschwindigkeit an die jeweilige

   ίο Krümmung der zu bearbeitenden Schichtlinie die Drehgeschwindigkeit von Werkstück und Modell geändert werden. Dies kann beispielsweise in bekannter Weise durch Anwendung veränderlicher Getriebe erreicht werden. Beispielsweise können Getriebe mit Ovalrädern oder mit Zapfenzahnrädern verwendet werden. Man kann jedoch, wie an sich ebenfalls aus der Werkzeugtechnik bereits bekannt ist, auch einen zweiten Fühler vorsehen, durch den die Kurvenneigung abgetastet und die Antriebsgeschwindigkeit für die Umlaufbewegung beeinflußt wird.

   Patenta nspr Π c η ι·::

   ι. Nach dem Umlaufverfahren arbeitende Nachformfräsmaschine zum Herstellen von 'Formkörpern. insbesondere Schaufeln für Kreiselmaschinen, mit einem von 1 : 1 abweichenden Verhältnis gegenüber dem Modell, bei der Fräser und Fühler bzw. Werkstück und Modell um eine gemeinsame Schwenkachse winkelgleiche Schwenkbewegungen ausführen und Modell und Werkstück während des Bearbeitungsvorganges eine synchrone Drehbewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstück (7) und Modell (8) untereinander im Verhältnis zur Schwenkachse (ία) parallele Achsen (12 und 13) haben und der Achsenabstand und damit das Verhältnis der Schwenkradien von Werkstück und Fühler bzw. Werkstück und Modell verändert werden kann.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fühlersteuerung für einen 'hydraulischen Antrieb des Fräser (11) und Fühler (6) tragenden schwenkbaren Auslegers bzw. Werkzeug und Modell tragenden Schwenktisches (2).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 221 252, 370205, 896, 726 562, 730 776, 734 422, 745 515 ;
   französische Patentschrift Nr. 512 319;
   schweizerische Patentschrift Nr. 178630;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 324 242.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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