DE102010025637A1 - Method for manufacturing and repairing blisk, involves positioning blisk in original starting position of tool exactly corresponding to respective processing or measuring apparatus during welding and measuring processes - Google Patents

Method for manufacturing and repairing blisk, involves positioning blisk in original starting position of tool exactly corresponding to respective processing or measuring apparatus during welding and measuring processes Download PDF

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Abstract

The method involves prefabricating a blisk (1) at an original starting position by a milling process. The blisk is moved from the original starting position to an exact zero position with respect to a processing apparatus. The blisk is cut using a welding process. An orientation feature (3) of the blisk is formed at an original starting position of a tool during milling of a blisk blade (4). The blisk is exactly positioned in the original starting position of the tool corresponding to the respective processing apparatus and a measuring apparatus during welding and measuring processes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bliskherstellung oder -reparatur, bei dem eine in einem Fräsvorgang vorgefertigte Blisk in einer der ursprünglichen Startposition entsprechenden Nulllage in einer weiteren Bearbeitungsvorrichtung positioniert und anschließend spanend fertigbearbeitet wird oder in einem Schweißverfahren repariert und danach mechanisch nachbearbeitet wird oder in einer Messvorrichtung vermessen wird.The invention relates to a method for producing or repairing blisters, in which a blisk prefabricated in a milling process is positioned in a further processing device in a zero position corresponding to the original starting position and then finish machined or repaired in a welding process and then mechanically reworked or in a measuring device is measured.

Durch Schaufelfräsen aus dem vollen Material gefertigte Blisks werden nach dem Abspannen von der Bearbeitungsvorrichtung auf durch im Bearbeitungsprozess entstandene Schäden untersucht und auf einer Koordinatenmessvorrichtung vermessen und müssen gegebenenfalls auf einer NC-programmierten Fräsvorrichtung nachbearbeitet werden. Ein weiterer Nacharbeitsprozess umfasst das Fräsen oder Schleifen der Schaufelspitzen. Bei der Nachbearbeitung oder auch bei der Vermessung muss die Blisk in einer möglichst genauen der ursprünglichen Startposition beim Schaufelfräsen genau entsprechenden Nulllage wieder zu der Bearbeitungsvorrichtung bzw. zu der Messvorrichtung positioniert werden, um den Materialabtrag im richtigen Schaufelbereich vornehmen zu können bzw. eine exakte Messung durchführen zu können. Das Auffinden der richtigen radialen Schaufellage in Bezug auf die Nachbearbeitungs- oder Koordinatenmessvorrichtung erfolgt bisher durch ein zeit- und kostenaufwendiges und zudem fehlerbehaftetes allmähliches Antasten durch Vermessen und Vermitteln.Blisks made from the full material by blade milling are, after being clamped by the processing device, inspected for damage resulting from the machining process and measured on a coordinate measuring device and, if necessary, must be reworked on an NC-programmed milling device. Another reworking process involves the milling or grinding of the blade tips. In the post-processing or also during the measurement, the blisk must be positioned in a precise exact original position at blade milling exactly corresponding zero position back to the processing device or to the measuring device to make the removal of material in the proper blade area can perform an accurate measurement to be able to. The finding of the correct radial blade position with respect to the post-processing or coordinate measuring device is hitherto carried out by a time-consuming and costly and also erroneous gradual probing by surveying and mediating.

Auch bei der Reparatur von Blisks durch Anschweißen neuer Schaufelteile oder durch Laserauftragsschweißen sowie der sich an das Reparaturschweißen anschließenden spanenden Nachbearbeitung muss die Lage der Bliskschaufeln zu der Schweiß- bzw. Fräsvorrichtung so eingestellt sein, dass der Schweißvorgang und die mechanische Nachbearbeitung an der richtigen Stelle entsprechend der ursprünglichen Schaufelform und -lage durchgeführt werden können und die reparierten Blisks höchsten Qualitätsanforderungen genügen. Auch in diesem Fall ist bisher ein aufwendiges und dennoch mit dem Risiko einer nicht fehlerfreien Positionierung behaftetes Ausrichten und Vermessen erforderlich.Also in the repair of blisks by welding new blade parts or by laser deposition welding and subsequent to the repair welding machining reworking the position of the blisk blades must be set to the welding or milling device so that the welding process and the mechanical finishing in the right place accordingly The original blade shape and attitude can be performed and the repaired blisks meet the highest quality requirements. Also in this case, an elaborate and yet with the risk of incorrect positioning positioning alignment and measuring is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung oder zum Reparaturschweißen von Blisks anzugeben, das den Zeit- und Kostenaufwand und das Fehlerrisiko bei der lagerichtigen Positionierung der Blisk zur Nachbearbeitungs- oder Reparaturschweißvorrichtung verringert und die Bereitstellung exakt entsprechend der Zeichnung gefertigter Blisks gewährleistet.The invention has for its object to provide a method for producing or repair welding of blisks, which reduces the time and cost and the risk of error in the correct position positioning of the blisk to the post-processing or repair welding device and ensures the provision of exactly manufactured according to the drawing blisks.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by a method according to the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments and expedient embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass an der Blisk in der Lage genau festgelegte Ausrichtmerkmale angebracht werden, die die genaue Startposition des Werkzeugs beim Fräsen der Bliskschaufeln definieren, wobei die Blisk bei der mechanischen Nachbearbeitung, beim Reparaturschweißen oder Vermessen anhand dieser Ausrichtmerkmale an der jeweiligen Bearbeitungs- oder Messvorrichtung exakt in der ursprünglichen Startposition des Schaufelfräsens positioniert wird. Dadurch wird der Zeitaufwand für die lagerichtige Positionierung der Blisk bei einer späteren Bearbeitung oder Reparatur oder beim Vermessen in einer Messvorrichtung erheblich verringert und Fehler bei der Einstellung der Startposition werden vermieden.The basic idea of the invention is that the blisk is capable of being fitted with precisely defined alignment features which define the precise starting position of the tool during the milling of the blisk blades, the blisk being mechanically reworked, repair welded or measured using these alignment features on the respective blade Machining or measuring device is positioned exactly in the original starting position of the blade milling. As a result, the time required for the positionally correct positioning of the blisk during later processing or repair or when measuring in a measuring device is considerably reduced and errors in the setting of the starting position are avoided.

In Ausgestaltung der Erfindung ist als Ausrichtmerkmal eine zusätzlich in die Blisk eingeformte, strömungsgünstig ausgebildete flache Vertiefung vorgesehen, nach der die Blisk in der Bearbeitungs- oder Messvorrichtung in der – der ursprünglichen Startposition entsprechenden – Nulllage ausgerichtet wird.In an embodiment of the invention, an additionally formed in the blisk, aerodynamically formed shallow depression is provided as Ausrichtmerkmal, after which the blisk is aligned in the processing or measuring device in the - corresponding to the original starting position - zero position.

In weiterer Ausbildung der Erfindung fungieren als Ausrichtmerkmal an der Blisk ohnehin vorhandene, jedoch in der Lage genau definierte Merkmale wie eine Bohrung oder um 180° versetzte Laschen, die bereits zum Zeitpunkt des Schaufelfräsens in einer genau definierten, die Startposition bei der Bearbeitung bestimmenden Lage ausgebildet sind.In a further embodiment of the invention act as Ausrichtmerkmal on Blisk anyway existing, but precisely defined features such as a hole or offset by 180 ° tabs, which formed already at the time of blade milling in a well-defined, the starting position in the processing-determining position are.

In Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Ausrichtmerkmal angreifende Positionierungshilfsmittel zur lagerichtigen Positionierung der Blisk in der Nulllage an der Bearbeitungs- oder Messvorrichtung vorgesehen.In an embodiment of the invention, positioning aids acting on the alignment feature are provided for positionally correct positioning of the blisk in the zero position on the machining or measuring device.

Das Positionierungshilfsmittel kann beispielsweise ein in die als Ausrichtmerkmal fungierende Bohrung einfügbarer Abstecker oder eine an der Bearbeitungs- oder Messvorrichtung angebrachte federnd gelagerte, in die Vertiefung eingreifende Kugel sein.The positioning aid can be, for example, a plug insertable into the bore acting as an alignment feature or a spring-mounted ball attached to the machining or measuring device and engaging in the depression.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung, in derAn embodiment of the invention will be described with reference to the drawing, in which

1 eine Seitenansicht einer Blisk mit in dieser ausgebildeten Bohrungen und Laschen, die zur Festlegung einer genauen Nulllage der Blisk in der Bearbeitungsvorrichtung genutzt werden können; 1 a side view of a blisk formed in this holes and tabs that can be used to establish a precise zero position of the blisk in the processing device;

2 eine Teilansicht einer Blisk mit einer im Annulus zwischen zwei Schaufeln eingeformten Markierung zur Bestimmung einer Nulllage der Blisk in Bezug auf die Bearbeitungsvorrichtung; und 2 a partial view of a blisk with a formed in the annulus between two blades marker for determining a zero position of the blisk with respect to the processing device; and

3 eine schematische Darstellung der lagerichtigen Positionierung einer Blisk zur Bearbeitungsvorrichtung mithilfe der in 2 gezeigten Markierung;
näher erläutert. 3 a schematic representation of the correct position positioning of a blisk to the processing device using the in 2 mark shown;
explained in more detail.

Wie 1 zeigt, kann eine aus einer Vielzahl von in einer fertigen Blisk 1 ohnehin vorgesehenen Bohrungen 2 in einer genau definierten, die Nulllage der Blisk in einer Bearbeitungsvorrichtung 6 bestimmenden Position ausgebildet sein und als – in der Zeichnung durch einen Pfeil gekennzeichnetes – Ausrichtmerkmal 3 dienen. Das Einbringen der Bohrungen 2 in die Blisk 1 wird so in den gesamten Herstellungsprozess eingegliedert, dass die Bohrungen 2 oder zumindest die als Ausrichtmerkmal 3 dienende Bohrung 2', bereits zum Zeitpunkt der mechanischen Bearbeitung der Bliskschaufeln 4 in der Blisk 1 ausgebildet ist. Darüber hinaus kann beispielsweise auch die Lage von zwei um 180° versetzten (gegenüberliegenden), an der Blisk 1 vorhandenen Laschen 5 als Ausrichtmerkmal 3 für die Anordnung der Blisk 1 in einer Bearbeitungsvorrichtung 6, und zwar in einer genau festgelegten Startposition zur mechanischen Nachbearbeitung oder zum Reparaturschweißen der Bliskschaufeln 4 genutzt werden.As 1 shows, one of a variety of in a finished blisk 1 anyway provided holes 2 in a well-defined, the zero position of the blisk in a processing device 6 be formed determining position and as - in the drawing by an arrow marked - alignment feature 3 serve. The introduction of the holes 2 in the blisk 1 is incorporated into the whole manufacturing process so that the holes 2 or at least the alignment feature 3 serving bore 2 ' , already at the time of mechanical machining of the blisk blades 4 in the blisk 1 is trained. In addition, for example, the location of two offset by 180 ° (opposite), at the Blisk 1 existing tabs 5 as alignment feature 3 for the arrangement of the blisk 1 in a processing device 6 in a well-defined starting position for mechanical reworking or repair welding of the blisk blades 4 be used.

Eine in 2 dargestellte, in einer definierten Position zwischen der ersten und letzten Bliskschaufel 4 gewölbt eingeformte sehr flache Vertiefung 7, die hier beispielsweise eine Tiefe von 0,35 mm und einen Radius von 3,00 mm hat, kann ebenfalls als Ausrichtmerkmal 3 (Pfeil) fungieren.An in 2 shown, in a defined position between the first and last Bliskschaufel 4 domed very shallow depression 7 which, for example, has a depth of 0.35 mm and a radius of 3.00 mm here, can also serve as an alignment feature 3 Act (arrow).

Auf der Basis des an der Blisk 1 in einer definierten Position geschaffenen Ausrichtmerkmals 3 kann die Blisk 1 bei jeglicher Art der Nachbearbeitung wie Fräsen oder Spitzenschleifen, beim Reparaturschweißen oder beim Messen in einer Messvorrichtung genau entsprechend der ursprünglichen Bearbeitung beim Fräsen der Bliskschaufeln 4 in der jeweiligen Vorrichtung 6 positioniert werden. Das heißt, die Blisk 1 ist in exakt der gleichen Lage wie bei der Erstbearbeitung in die betreffende Vorrichtung eingespannt, so dass ein an den Bliskschaufeln 4 vorzunehmender Fräs-, Schleif-, Schweiß- oder Messvorgang in der gleichen Position wie beim ursprünglichen Schaufelfräsen durchgeführt werden kann.At the base of the at the blisk 1 in a defined position created alignment feature 3 can the blisk 1 for any type of post-processing such as milling or tip grinding, repair welding or measuring in a measuring device exactly according to the original processing when milling the blisk blades 4 in the respective device 6 be positioned. That is, the blisk 1 is clamped in exactly the same position as in the first processing in the device in question, so that one on the Bliskschaufeln 4 Milling, grinding, welding or measuring operation to be performed in the same position as in the original blade milling can be performed.

Die Positionierung der Blisk 1 in der Bearbeitungsvorrichtung 6 erfolgt, wie 3 beispielhaft zeigt, mittels einer an der Bearbeitungsvorrichtung federnd gelagerten Kugel 8, die in die an der Blisk ausgebildete Vertiefung 7 eingreift und so ein zeitaufwendiges Ausrichten und Vermessen sowie durch eine nicht richtig positionierte Blisk 1 bedingte Fehler beim Schleifen, Schweißen oder Fräsen vermeidet. Bliskbauteile, bei denen das Schlichtfräsen der Schaufeln unterbrochen wurde, können aufgrund der mit Sicherheit positionsgleichen Wiedereinspannung in die Fräsvorrichtung weiterbearbeitet werden und müssen nicht – wie bisher – verschrottet werden. Dadurch sind erhebliche Kosteneinsparungen möglich. Bei der als Ausrichtmerkmal 3 genutzten Bohrung 2' erfolgt die exakte Positionierung der Blisk zur Bearbeitungsvorrichtung 6 mithilfe eines in die Bohrung 2' eingeführten Absteckers (nicht dargestellt).The positioning of the blisk 1 in the processing device 6 done, like 3 exemplifies, by means of a spring mounted on the machining device ball 8th into the recess formed on the blisk 7 engages and so a time-consuming alignment and measuring and by an incorrectly positioned blisk 1 avoids conditional errors during grinding, welding or milling. Blisk components, in which the finishing milling of the blades has been interrupted, can be further processed into the milling device due to the positionally identical re-tensioning and do not have to be scrapped - as before. As a result, significant cost savings are possible. When as the Ausrichtmerkmal 3 used hole 2 ' the exact positioning of the blisk to the processing device takes place 6 using one into the hole 2 ' inserted Absteckers (not shown).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bliskblisk
22
Bohrungendrilling
2'2 '
Bohrung als AusrichtmerkmalBore as alignment feature
33
Ausrichtmerkmal (Pfeil)Alignment feature (arrow)
44
Bliskschaufelnblisk
55
Laschentabs
66
Bearbeitungsvorrichtung, MessvorrichtungProcessing device, measuring device
77
eingewölbte Vertiefungvaulted recess
88th
Positionierungshilfsmittel, federnde KugelPositioning tool, spring ball

Claims (7)

Verfahren zur Bliskherstellung oder -reparatur, bei dem eine in einem Fräsvorgang vorgefertigte Blisk (1) in einer der ursprünglichen Startposition entsprechenden Nulllage in einer weiteren Bearbeitungsvorrichtung positioniert und anschließend spanend fertigbearbeitet wird oder in einem Schweißverfahren repariert und danach mechanisch nachbearbeitet wird oder in einer Messvorrichtung vermessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Blisk Ausrichtmerkmale (3) angebracht werden, die die genaue Startposition des Werkzeugs beim Fräsen der Bliskschaufeln (4) definieren, wobei die Blisk bei der mechanischen Nachbearbeitung, beim Reparaturschweißen oder Vermessen anhand der Ausrichtmerkmale (3) an der jeweiligen Bearbeitungs- oder Messvorrichtung genau in der ursprünglichen Startposition positioniert wird.Blisk-making or repair process in which a blisk prefabricated in a milling process ( 1 ) is positioned in a further processing device in a zero position corresponding to the original start position and is subsequently machined or repaired in a welding process and then mechanically reworked or measured in a measuring device, characterized in that alignment features ( 3 ), the exact starting position of the tool when milling the blisk blades ( 4 ), wherein the blisk in the mechanical post-processing, during repair welding or measuring based on the alignment features ( 3 ) is positioned at the respective processing or measuring device exactly in the original starting position. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausrichtmerkmal (3) eine zusätzlich in die Blisk eingeformte, strömungsgünstig ausgebildete flache Vertiefung (7) dient, nach der die Blisk (1) in der Bearbeitungs- oder Messvorrichtung in der Nulllage ausgerichtet wird.Method according to claim 1, characterized in that as alignment feature ( 3 ) an additionally formed in the blisk, aerodynamically formed shallow depression ( 7 ), after which the blisk ( 1 ) is aligned in the machining or measuring device in the zero position. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (7) zwischen der ersten und letzten Bliskschaufel ausgebildet wird.Method according to claim 1, characterized in that the depression ( 7 ) is formed between the first and last blisk blades. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausrichtmerkmal (3) an der Blisk (1) ohnehin vorhandene, jedoch in der Lage genau definierte Merkmale wie eine Bohrung (2') oder um 180° versetzte Laschen (5) fungieren.Method according to claim 1, characterized in that as alignment feature ( 3 ) at the blisk ( 1 ) existing anyway, but in the exact position defined features like a hole ( 2 ' ) or 180 ° offset tabs ( 5 ) act. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Ausrichtmerkmal (3) vorgesehenen Bohrungen (2') oder Laschen (5) bereits zum Zeitpunkt des Schaufelfräsens in einer genau definierten Lage ausgebildet sind.Method according to claim 4, characterized in that the alignment feature ( 3 ) ( 2 ' ) or tabs ( 5 ) are already formed at the time of blade milling in a well-defined position. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein an dem Ausrichtmerkmal (3) angreifendes Positionierungshilfsmittel zur lagerichtigen Positionierung der Blisk (1) in der Nulllage an der Bearbeitungs- oder Messvorrichtung.Method according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized by a at the Ausrichtmerkmal ( 3 ) engaging positioning aid for correct positioning of the blisk ( 1 ) in the zero position on the processing or measuring device. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungshilfsmittel ein in die als Ausrichtmerkmal (3) fungierende Bohrung (2') einfügbarer Abstecker oder eine an der Bearbeitungs- oder Messvorrichtung angebrachte federnd gelagerte, in die Vertiefung (7) eingreifende Kugel (8) ist.A method according to claim 6, characterized in that the positioning aid is inserted in the as Ausrichtmerkmal ( 3 ) acting hole ( 2 ' ) insertable tab or a mounted on the processing or measuring device spring-mounted, in the recess ( 7 ) engaging ball ( 8th ).
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