DE3005606C2 - Numerisch gesteuerte Maschine zum Schleifen mehrerer unterschiedlicher Flächen an ein- und demselben Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Maschine zum Schleifen mehrerer unterschiedlicher Flächen an ein und demselben Werkstück, insbesondere an den Dach- und Fußteilen von Turbinenschaufeln, mit einem Maschinenbett, einem darauf längsverschiebbaren Schlitten, der mittels eines auf ihm befestigten Werkstückhalters das zu bearbeitende Werkstück trägt, und einem Ständer, an dem zueinander verstellbar zwei Schleifspindelstöcke mit je einer horizontal und quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens angeordneten Schleifspindel geführt sind, an denen die zugehörigen und entsprechend profilierten Schleifscheiben befestigt sind.

Eine Maschine dieser Art mit der Typbezeichnung 310/DK, mit der beispielsweise auch einzelne Profilflächen an den Köpfen und Füßen von Turbinenschaufeln geschliffen werden können, ist aus dem Fertigungsprogramm der Firma Blohm in Hamburg bekannt. Diese Maschine weist zwei parallele Schleifköpfe auf, mit denen am Werkstück an entgegengesetzten Seiten gleichzeitig je eine Profilfläche bearbeitet werden kann. Sind dagegen an dem Werkstück mehr als zwei untersc' >'liche Flächen und/oder Profile zu schleifen, so ut aies nicht ohne weiteres möglich und würde beispielsweise das an sich bekannte un.d übliche, aber auch sowohl technisch wie wirtschaftlich sehr aufwendige Aneinanderreihen und Verketten mehrerer solcher Maschinen erfordern, die dann das jeweils zur Ausführung des gewünschten Arbeitsgangs passende Werkzeug aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine numerisch gesteuerte Schleifmaschine der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit der in höchster Präzision und rationell mehr als nur zwei unterschiedlich profilierte Flächen an ein und demselben Werkstück geschliffen werden können.

Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß auf jeder Schleifspindel mindestens zwei Schleifscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind, daß der Werkstückhalter mittels eines den längsverschieblichen Schlitten tragenden Querschlittens in Achsrichtung der Schleifspindeln verfahrbar ist und daß der Werkstückhalter um eine parallel zu den Schleifspindeln verlaufende Achse schwenkbar ist.

Diese Maschine gestattet es grundsätzlich, in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen nacheinander WerHtücke mit mehreren unterschiedlichen zusammengesetzten Profilen zu versehen, ohne daß das Werkstück umgespannt oder sogar auf eine andere Maschine genommen werden muß, soweit die Profile gleichgerichtet sind.

Um an den Werkstücken jedoch auch Profile bearbeiten zu können, die in unterschiedlichen Richtungen verlaufen, ist bei einer anderen Lösung der gestellten Aufgabe abweichend von der ersten Lösung vorgesehen, daß der Werkstückhalter um zwei Achsen schwenkbar ist, von denen die zweite senkrecht zur Aufspannfläche des den Werkstückhalter tragenden Schlittens und die erste Achse quer zur zweiten verläuft.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Werkstückhalter um eine weitere Achse kippbar ist, die parallel zur Aufspannfläche des den Werkstückhalter tragenden Schlittens und quer zur ersten Achse verläuft

Nach der Erfindung trägt jede Schleifscheibe der Schleifköpfe ein anderes Profil. Dadurch wird erreicht, daß in der Maschine unterschiedliche Oberflächenabschnitte des Werkstücks mit unterschiedlichen Profilen versehen werden können, ohne daß das Werkstück ausgespannt und in nine andere Maschine eingespannt zu werden braucht. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schleifmaschine ist daher ein sehr zeitsparendes und kostengünstiges Profilschleifen komplizierterzusammengesetzter Profile möglich.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Schleifmaschine nach der Erfindung in nicht maßstabsgerechter Darstellung,

Fig.2 eine zweite Ausführungsforni des in der Maschine verwendeten Werkstückträgers,

Fig.3 eine dritte Ausführungsform des Werkstückträgersund

F i g. 4 ein zu bearbeitendes Werkstück.

Gemäß Fig. 1 trägt das Maschinenbett 1 der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schleifmaschine, welches vorzugsweise Tischhöhe hat, einen Ständer 2,

an dein zwei Schuiispindelstoeke 3 und 4 an Führungsschienen 6 und 6' in Längsrichtung des Ständers 2 aufeinander zu und voneinander weg beweglich geführt sind. Das Verschieben der Schleifspindelstöcke 3,4 erfolgt über Gewindespindeltriebe 7 und 8 durch Motoren 9 und 11.

In jedem Schleifspindelstock 3 und 4 ist eine Schleifspindel 12 bzw. 13 drehbar gelagert Zusammen mit dem jeweiligen Schfeifspindelstock sind die Schleifspindeln 12 und 13 radial zueinander bewegbar. Jede der beiden Schleifspindeln 12 und 13 trägt einen Schleifkopf 14 bzw. 16. Gemäß der Erfindung besteht der Schleifkopf 14 aus drei in Achsrichtung der Schleifspindel 12 hintereinander angeordneten Schleifscheiben 17, 17a und i7b, von denen jede vom freien Ende der Schleifspindel 12 her gesehen in Achsrichtung folgende Schleifscheibe einen größeren Durchmesser hat als die vorangehende. Der Schleifkopf 16 umfaßt zwei in Achsrichtung hintereinander angeordnete Schleifscheiben 18 und 18a. Auch hier ist die dem Schleifspindelende näherliegende Schleifscheibe 18 im Durchmesser kleiner als die dem Scnleifspindelende fernere Schleifscheibe 18a. Die Schleifspindel 12 wild von einem Motor 19 und die Schleifspindel 13 von einem Motor 21 angetrieben. Die Antriebe beider Schleifspindein 12,13 sind voneinander unabhängig. Die vom freien Ende der Schleifspindeln 12, 13 her zu den Schleifspindelstöcken 3 und 4 und dem Ständer 2 hin vorgesehene Vergrößerung der Schleifscheibendurchmesser gewahrleistet die freie Zugänglichkeit zu jeder Schleifscheibe vom Schleifspindelende her.

Das Maschinenbett 1 weist an seiner oberen Tischfläche parallele Führungsschienen 22 und 22' auf, an denen ein Querschlitten 23 in Richtung des Pfeils 24 beweglich geführt ist. Zum Antrieb des Querschlittens 23 dient ein Gewindespindeltrieb 26, der mit einem Motor 27 in Wirkverbindung steht.

Quer zur Bewegungsrichtung des Querschlittens 23 sind auf diesem Führungsschienen 28 und 28' angeordnet, welche einen Schlitten 29 in Richtung des Pfeils 31 quer zur Bewegungsrichtung des Querschlittens 23 beweglich führen. Der Antrieb des Schlittens 29 erfolgt über einen Gewindespindeltrieb 32 durch einen Motor 33. Auf dem Schlitten 29 ist ein Werkstückträger 34 montiert. Er besteht aus einem um eine vertikale Achse drehbar auf dem Schlitten 29 gelagerten Drehkopf 36, der einen um eine horizontale Ach;e schwenkbaren Werkstückhalter 37 trägt, an dem mittels einer entsprechenden Spannvorrichtung das zu bearbeitende Werkstück 38 eingespannt ist. Zur Ausführung der Drehbewegung des Drehkopfes 36 ist ein Motor 39 und zur Ausführung der Schwenkbewegungen des Werkstückhalters 37 ein Mo'.or 41 vorgesehen. Die geschilderte Ausführung und Lagerung des Werkstückträgers 34 erlaubt es, das zu bearbeitende Werkstück 38 in nahezu jede beliebige Position relativ zu den Schleifscheiben 17, 17a, 17i> und 18, 18a zu bringen, so daß auch komplizierte zusammengesetzte Profile an dem Werkstück 38 geschliffen werden können.

Zum Abrichten der Schleifscheiben ist eine Abrichteinrichtung vorgesehen, die entsprechend der Anzahl der Schleifspindeln aus zwei den Schleifspindeln 12, 13 zugeordneten Teilen besteht, von denen in Fig. 1 lediglich der der oberen Schleifspindel 12 zugeordnete Teil 42 sichtbar ist und erläutert zu werden braucht, nachdem der der unteren Schleifspindel 13 zugeordnete Teil prinzipiell gleichartig ausgebildet ist. V/ie die F i g. 1 erkennen läßt, weist die Abrichteinrichtung 42 ein als Profilrolle ausgebildetes Abrichtwerkzeug 43 auf, das in einem Gehäuse 44 um eine zur Achse der zugeordneten Schleifspindel 12 parallelen Achse 46 drehbar gelagert ist. Angetrieben wird das Abrichtwerkzeug 43 von einem Motor 47.

Das Gehäuse 44 ist in einem Schlitten 48 parallel zur zugehörigen Schleifspindelachse verschiebbar geführt Zum Verschieben des Gehäuses 44 parallel 2ur Schleifspindelachse dient ein Motor 49. Der Schlitten 48 seinerseits ist an Längsführungsschienen 51 und 5Γ radial zur Achse der zugehörigen Schleifspindel 12 am Schleifspindelstock 3 verschiebbar montiert Über einen Gewindespindeltrieb 52 ist der Schlitten 48 von einem Motor 53 angetrieben. Diese Konstruktion der Abrichteinrichtung erlaubt es, das Abrichtwerkzeug 43 in die zum Abrichten jeder der Schleifscheiben 17, 17a, 176 erforderliche Position zu bringen.

Ein Motor 54 ist als Antrieb für den nicht sichtbaren unteren Teil der Abrichteinrichtung vorgesehen.

In F i g. 1 tragen die Schleifspindeln 12,13 zusammen fünf Schleifscheiben 17, 17a, 176; 18. 18a. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die !,äileifspindeln 12, 13 mit mehr oder weniger Schleifscheiben auszurüsten. Dies hängt von den am Werkstück durchzuführenden Schleifoperationen bzw. der Anzahl der am Werkstück 38 vorhandenen und zu bearbeitenden Profilflächen ab.

F i g. 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung eine erste abgewandelte Form des Werkstückträgers, bezeichnet mit 234. Dieser Werkstückträger 234 besteht aus einem Drehgestell 264, das um eins vertikale Achse in Richtung des Doppelpfeils 266 schwenkbar auf dem in Fig. 1 mit 29 bezeichneten Schlitten montiert ist. Die Schwenkbewegung des Drehgestells 264 wird durch den Motor 239 bewirkt Im Drehgestell 264 ist an einer horizontalen Achse 267 der Drehkopf 236 in Richtung des Pfeils 268 schwenkbar gelagert. Ein Stift 269 stützt den Drehkopf 236 in seiner gewünschten Lage, und ein Motor 271 dient als Antrieb für die Schwenkbewegung etwa in Achsrichtung des Stiftes 269 um die Achse 267. Der Werkstückhalter 237, der in einer entsprechenden Spanneinrichtung das Werkstück 238 trägt, ist um eine horizontale Achse in Richtung des Doppelpfeils 272 schwenkbar im Drehkopf 236 gelagert. Der Werkstückhalter 237 wird vom Motor 241 angetrieben.

Fig.3 zeigt eine zweite Variante des Werkstückträgers in einer Ansicht in Richtung des Pfeils V in F i g. 2. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig.2 bezeichnet, jedoch vermehrt um 300. Der Werkstückträger 534 besteht wie in F i g. 2 aus einem um eine vertikale Achse drehbaren Drehgestell 564, das an einer horizontalen Achse 567 einen schwenkbaren Drehkopf 536 trägt. Am Drehkopf 536 ist, um eine horizontale Achse in Richtung des Doppelpfeils 57? schwenkbar, der Werkstückhalter 537 angebracht. Der Werkstückhalter 537 weist im in F i g. 3 dargestellten Fall zwei Aufnahmen zum Einspannen zweier Werkstücke 538 und 5.38' auf. Diese Ausführung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maschine erlaubt eine weitere Rationalisierung der Bearbeitungsoperationen beim Schleifen komplizierter zusammengesetzter Profile.

F t g. 4 zeigt ein typisches Werkstück, wie es auf der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schleifmaschine bearbeitet werden kann. Wie Fig.4 zeigt, weist das Werkstück 638 eine Reihe von Profilen auf, die in jeweils geirennten Arbeitsgängen geschliffen werden müssen. Nach dem Stand der Technik war es dazu erforderlich, das Werkstück jeweils in eine andere

Maschine mit einem neuen Werkzeug einzuspannen, welches das entsprechende Profil aufwies. Mit der durch die Erfindung vorgeschlagenen Schleifmaschine können mehrere dieser Profile, auf die in F i g. 4 mit Pfeilen 679 hingewiesen ist, auf ein und derselben Maschine geschliffen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Numerisch gesteuerte Maschine zum Schleifen mehrerer unterschiedlicher Flächen an ein und demselben Werkstück, insbesondere an den Dach- und Fuöteilen von Turbinenschaufeln, mit einem Maschinenbett, einem darauf längsverschiebbaren Schlitten, der mittels eines auf ihm befestigten Werkstückhalters das zu bearbeitende Werkstück trägt, und einem Ständer, an dem zueinander verstellbar zwei Schleifspindelstöcke mit je einer horizontal und quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens angeordneten Schleifspindel geführt sind, an denen die zugehörigen und entsprechend profilierten Schleifscheiben befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Schleifspindel (12; 13) mindestens zwei Schleifscheiben (17, 17a, 176; 18, iSa) mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind, daß der Werkstückhalter (37,237,537) mittels eines den längsverschiebbaren Schlitten (29) tragenden Querschlittens (23) in Achsrichtung der Schleifspindeln (12; 13) verfahrbar ist und daß der Werkstückhalter (37, 237, 537) um eine parallel zu den Schleifspindeln verlaufende Achse schwenkbar ist.

2. Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Schleifspindel (12; 13) mindestens zwei Schleifscheiben (17, 17a, 176; 18, Ma) mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind, daß der Werkstückhalter (37,237,537) mittels eines den längsverschiebbaren Schlitten (29) tragenden Querschlittens (23) in Achsrichtung Jer Schleifspindeln (12; 13) verfahrbar ist und daß der Werksiückha'«?r (37, 237, 537) um zwei Achsen schwenkbar ist, von denen die zweite senkrecht zur Aufspannfläche d^s den Werkstückhalter tragenden Schlittens (29) und die erste Achse quer zur zweiten verläuft.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (37, 237, 537) um eine weitere Achse kippbar ist, die parallel zur Aufspannfläche des den Werkstückhalter tragenden Schlittens (29) und quer zur ersten Achse verläuft.

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