DE1090054B - Model-controlled shaping or shaping machine - Google Patents
Model-controlled shaping or shaping machineInfo
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- DE1090054B DE1090054B DEC5469A DEC0005469A DE1090054B DE 1090054 B DE1090054 B DE 1090054B DE C5469 A DEC5469 A DE C5469A DE C0005469 A DEC0005469 A DE C0005469A DE 1090054 B DE1090054 B DE 1090054B
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine modellgesteuerte Stoß- oder Shapingmaschine, die zum gleichzeitigen Bearbeiten eines Werkstückes an zwei sich gegenüberliegenden Flächen eingerichtet ist und insbesondere zur Bearbeitung von dünnen, sich leicht verbiegenden, vornehmlich vorgeformten Werkstücken, wie Turbinenschaufeln od. dgl., benutzt werden soll.The invention relates to a model-controlled shaping or shaping machine that is used for simultaneous Machining a workpiece is set up on two opposing surfaces and in particular For processing thin, easily bent, mainly preformed workpieces such as turbine blades or the like, is to be used.
Bei modellgesteuerten Hobelmaschinen ist es bekannt, den am Werkstück angreifenden Hobelstahl und einen das Modell abtastenden Fühler an einem Support anzubringen, der am Kopf.oder Stößel der Hobelmaschine quer zur Arbeitsrichtung der Maschine beweglich gelagert ist, so daß die Bewegung, die der Fühler dem Support bei der Hin- und Herbewegung des Stößels oder des Aufspanntisches für das Werkstück und für das Modell beim Abtasten der Oberfläche des Modells erteilt, entsprechende Bewegungen des Schneidstahls relativ zum Werkstück hervorruft. Derartige Maschinen mit je einem nur einseitig am Modell und am Werkstück angreifenden Fühler und Werkzeug eignen sich nur zur Bearbeitung von starren Werkstücken, die sich unter der Wirkung des Schnittdruckes bei der Bearbeitung nicht verbiegen oder verziehen, da diese Verformung die Arbeitsgenauigkeit beeinträchtigen würde. In model-controlled planing machines, it is known to use the planing steel attacking the workpiece and to attach a probe which scans the model to a support which is attached to the head or ram of the Planer is movably mounted transversely to the working direction of the machine, so that the movement that the Feeler to support the back and forth movement of the ram or the clamping table for the workpiece and given corresponding movements to the model when scanning the surface of the model of the cutting steel relative to the workpiece. Such machines with one only on one side each The model and the feeler and tool attacking the workpiece are only suitable for machining rigid workpieces that do not bend under the effect of the cutting pressure during processing or warped, as this deformation would affect the accuracy of the work.
Zum Kopieren nach einem Modell oder einer Schablone sind auch Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen zwei umlaufende Werkzeuge gleichzeitig an gegenüberliegenden Seiten eines Werkstückes arbeiten und durch zugeordnete Fühler gesteuert sind, die an gegenüberliegenden Stellen des Modells oder der Schablone angreifen. Hierbei heben sich die von den Werkzeugen auf das Werkstück übertragenen Querkräfte auf, so daß die Gefahr von Verformungen des Werkstückes durch den Schnittdruck der Werkzeuge vermindert ist. Die Werkzeuge und die sie steuernden Fühler hat man dabei an zweiarmigen Hebeln angebracht, die scherenartig um eine gemeinsame, quer zur Vorschubrichtung der Supporte oder Aufspannvorrichtungen liegende Drehachse schwenkbar gelagert sind. Für Stoß- oder Shapingmaschinen ist diese scherenartige Ausbildung und Anordnung der die Werkzeuge und die Fühler tragenden Supporte nicht geeignet, weil bei den schnell hin- und hergehenden Bewegungen starke Querkräfte in den Supporten zwischen den Werkzeugen und den sie steuernden Fühlern und außerdem starke Querkräfte an den Supportlagern auftreten wurden, die die Genauigkeit der Bewegungsübertragung von dem Fühler auf die Werkzeuge beeinträchtigen können und eine erhebliche Lagerabnutzung mit daraus herrührenden Ungenauigkeiten in der Bearbeitung nach sich ziehen würden.Machine tools are also known for copying according to a model or a template where two rotating tools work simultaneously on opposite sides of a workpiece and controlled by associated sensors located at opposite points on the model or the Attack stencil. The transverse forces transferred from the tools to the workpiece are lifted on, so that the risk of deformation of the workpiece due to the cutting pressure of the tools is decreased. The tools and the feelers that control them are attached to two-armed levers, the scissors-like around a common, transverse to the feed direction of the supports or jigs horizontal axis of rotation are pivotably mounted. For slotting or shaping machines this is Scissor-like training and arrangement of the tools and the feeler-carrying supports are not suitable because of the strong transverse forces in the supports between the tools and the sensors that control them and also strong lateral forces on the support bearings that the accuracy of the transmission of motion from the feeler to the tools can affect and a significant bearing wear with resulting inaccuracies would result in processing.
Die Erfindung vermeidet diese. Nachteile und schafft eine niodellgesteuerte Stoß- oder Shapingmaschine Modellgesteuerte Stoß- oder Shapingmaschine The invention avoids this. Disadvantages and creates A model-controlled shaping or shaping machine Model-controlled shaping or shaping machine
Anmelder:
Canadian Patents .
and Development Limited,
Ottawa (Kanada)Applicant:
Canadian Patents.
and Development Limited,
Ottawa (Canada)
Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46Representative: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 46
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. Februar 1951 ·Claimed priority:
Great Britain February 27, 1951
John Oliver Creek, Brampton, Ontario,
und Edward William Dawson, Toronto, OntarioJohn Oliver Creek, Brampton, Ontario,
and Edward William Dawson, Toronto, Ontario
(Kanada),
sind als Erfinder genannt worden(Canada),
have been named as inventors
zum gleichzeitigen Bearbeiten von Werkstücken an zwei sich gegenüberliegenden Flächen, bei der die Hob el werkzeuge an in einer senkrecht zur Hobelrichtung verlaufenden Linie sich gegenüberliegenden Punkten am Werkstück angreifen und mit den das Modell abtastenden Fühlern in solcher Weise an schwenkbar gelagerten Supporten angebracht sind, daß die Supporte und ihre Lagerachsen keinen wesentlichen Ouerkräften durch den Schnittdruck der Werkzeuge ausgesetzt sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Supporte beiderseits einer durch den Stößelkopf und das Werkstück gehenden und in Hebelrichtung verlaufenden lotrechten Symmetrieebene liegen und sowohl die Hobelwerkzeuge als auch die Fühler unterhalb der im wesentlichen waagerecht verlaufenden Schwenkachsen angeordnet sind.for the simultaneous processing of workpieces on two opposing surfaces, in which the Planing tools on opposite sides in a line perpendicular to the planing direction Attack points on the workpiece and with the feelers scanning the model in such a way pivotally mounted supports are attached that the supports and their bearing axes are not essential Ouerkforces are exposed to the cutting pressure of the tools. This is according to the invention achieved by the fact that the supports on either side of one going through the ram head and the workpiece and in the direction of the lever are perpendicular plane of symmetry and both the planing tools and the sensors are arranged below the essentially horizontally extending pivot axes are.
Durch diese beidseitige Anordnung der Supporte wird erreicht, daß sich auf der Stoß- oder Shapingmaschine auch dünnwandige Werkstücke bearbeiten lassen, weil sich die durch den Schnittdruck auf das Werkstück übertragenen Querkräffe aufheben. DieThis bilateral arrangement of the supports ensures that they are on the shaping or shaping machine Even thin-walled workpieces can be machined because the cutting pressure on the Cancel the transverse forces transferred to the workpiece. the
5P Maschine nach der Erfindung ist daher zur Bearbeitung dünnwandiger Werkstücke mit schwierigem Aufspannprofil besonders geeignet, beispielsweise zur Bearbeitung von Turbinenschaufeln, die gerundete Flächen aufweisen, dünnwandig sind und aus hartem5P machine according to the invention is therefore for machining particularly suitable for thin-walled workpieces with a difficult clamping profile, for example for Machining of turbine blades that have rounded surfaces, are thin-walled and made of hard
009 609/126009 609/126
Werkstoff bestehen, der mit hohem Schnittdruck bearbeitet werden muß. Hierdurch wird auch, die Aufspannung solcher Werkstücke vereinfacht, da selbst für dünnwandige Werkstücke _ die Aufspannung nur an einem Ende zu erfolgen braucht. Durch die beidseitige Bearbeitung wird die Arbeitsdurchführung beschleunigt und das sonst notwendige Umspannen der Werkstücke unter neuer Ausrichtung für ihre Bearbeitung auf der anderen Seite gespart.Material that processes with high cutting pressure must become. This also simplifies the clamping of such workpieces, since themselves for thin-walled workpieces _ the clamping only needs to be done at one end. By the two-sided Processing, the work performance is accelerated and the otherwise necessary reclamping of the On the other hand, workpieces are saved under a new alignment for their machining.
Vorzugsweise sind die Schwenkachsen der Supporte so angeordnet, daß sie im wesentlichen parallel zur Richtung der hin- und hergehenden Arbeitsbewegung der Maschine liegen. Hierdurch werden die Lagerbeanspruchungen der Supporte wesentlich vermindert.Preferably, the pivot axes of the supports are arranged so that they are substantially parallel to the Direction of the reciprocating working movement of the machine. This reduces the bearing loads the support significantly reduced.
In weiterer Ausgestaltung der Maschine nach der Erfindung kann jedem Fühler ein gesondertes Teilmodell zugeordnet sein, so daß sich die am Werkstück durchzuführende Bearbeitung durch gesondertes Aufspannen und Ausrichten der Teilmodelle beeinflussen läßt. Das Modell bzw. die beiden Teilmodelle sind dann zweckmäßig zwischen den beiden Supporten angeordnet, damit der zur Führung der Fühler am Modell erforderliche Anlagedruck auch von den Werkzeugen für ihre Anlage am Werkstück aufgenommen wird.In a further embodiment of the machine according to the invention, each sensor can have a separate partial model be assigned, so that the machining to be carried out on the workpiece by separate clamping and alignment of the partial models. The model or the two partial models are then expediently arranged between the two supports so that the one to guide the sensor on Model required contact pressure is also recorded by the tools for their contact with the workpiece will.
Damit zwischen Werkstückoberfläche und den Werkzeugen bzw. zwischen der Modelloberfläche und den Fühlern stets eine bestimmte Winkelstellung aufrechterhalten wird, sind vorzugsweise das Werkstück und das Modell bzw. die Teilmodelle auf Lagerplatten angeordnet, die relativ zu den Werkzeugen bzw. zu den Fühlern in gegenseitiger Abhängigkeit um kleine Winkel hin und her verschwenkbar sind. Der Antrieb dieser Lagerplatten ist zweckmäßig von der Antriebsvorrichtung für die Zustellung des Aufspanntisches abgenommen.Thus between the workpiece surface and the tools or between the model surface and A certain angular position is always maintained for the sensors, preferably the workpiece and the model or the partial models on bearing plates arranged relative to the tools or to the sensors in mutual dependence to small Angle can be pivoted back and forth. The drive of these bearing plates is expediently by the drive device accepted for the delivery of the clamping table.
In der Zeichnung ist eine Horizontal-Stoßmaschine gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, a horizontal slotting machine according to the invention is shown, for example, and although shows
Fig. 1 eine schaubildliche Teilansicht des vorderen ■Teils der Maschine undFig. 1 is a diagrammatic partial view of the front ■ part of the machine and
Fig. 2 einen waagerechten Längsschnitt durch die Supporte, die die Fühler und die Schneidstähle tragen.2 shows a horizontal longitudinal section through the supports that carry the feelers and the cutting tools.
Die Stoßmaschine 1 weist einen Rahmen 2 und einen darauf an waagerechten oberen Führungen des Rahmens hin- und herbeweglichen Stößelschlitten 3 auf. An der Stirnseite des Rahmens 2 ist ein in senkrechter Richtung schrittweise vorschiebbarer Bock 4 angeordnet, auf dem ein Tisch 5 in Längsrichtung an Führungsschienen 5 α verstellbar ist. Der Antrieb für den senkrechten Vorschub, des Bocks 4 ist von einem .Zahnrad 6 abgeleitet, das . von dem nicht gezeigten Getriebe für die Hin- und Herbewegung des Stößel- - Schlittens 3 gedreht wird und mit einem weiteren .Zahnrad 7 im Eingriff steht, an das eine Stange 8 mittels eines Kurbelzapfens 8 α exzentrisch angelenkt ist. Die Stange 8 greift mit einer Klinke 8 6 in ein .Klinkenrad 9 und dreht dabei schrittweise eine Welle 10, die am Rahmen 2 gelagert ist und eine nicht dargestellte Leitspindel zum Anheben des Bocks 4 .antreibt. Bei jeder Hin- und Herbewegung des Stößel-. Schlittens 3 führen die Zahnräder 6 und 7 eine Drehung aus und bewirken dadurch, daß die Klinke 8 b das : Klinkenrad 9 um einen Betrag dreht, der durch die .Exzentrizität des Kurbelzapfens 8α auf dem Zahn-.rad7 bestimmt ist.The shaping machine 1 has a frame 2 and a ram slide 3 which is movable to and fro on horizontal upper guides of the frame. On the front side of the frame 2 there is arranged a bracket 4 which can be advanced step by step in the vertical direction and on which a table 5 can be adjusted in the longitudinal direction on guide rails 5 α. The drive for the vertical feed of the bracket 4 is derived from a .Zahnrad 6, the. is rotated by the gear, not shown, for the reciprocating movement of the plunger - carriage 3 and is in engagement with a further .Zahnrad 7, to which a rod 8 is articulated eccentrically by means of a crank pin 8 α. The rod 8 engages with a pawl 8 6 in a ratchet wheel 9 and gradually rotates a shaft 10 which is mounted on the frame 2 and drives a lead screw (not shown) for lifting the bracket 4. With every back and forth movement of the plunger. Carriage 3, the gears 6 and 7 rotate and thereby cause the pawl 8 b to rotate the ratchet wheel 9 by an amount which is determined by the eccentricity of the crank pin 8α on the gear wheel 7.
Auf dem Tisch 5 sind Lagerplatten 11, 12, 13 vorgesehen, die um senkrechte Zapfen lla, 12 α, 13 α schwenkbar sind. Lenker- 14 auf beiden Seiten der Lagerplatte 11 verbindeadiese Platte mit den Lagerplatten 12 und 13, so daß sie gemeinsam verschwenkt weiden können. Jeder Lenker 14 liegt parallel zu· einer Linie, die durch die Mittelpunkte der Drehzapfen der durch den Lenker verbundenen Lagerplatten verläuft. Zum Verschwenken der Platten dient ein Nocken 15, der auf einer an dem Tisch 5 gelagerten Welle 15 α sitzt. Der Nocken 15 wirkt auf eine an der Lagerplatte 11 angeordnete Rolle 11 b, die durch eine an dem Tisch 5 befestigte Zugfeder 16 ständig gegen denOn the table 5 bearing plates 11, 12, 13 are provided which can be pivoted about vertical pins 11a, 12α, 13α. Handlebars 14 on both sides of the bearing plate 11 connect this plate to the bearing plates 12 and 13 so that they can pivot together. Each link 14 lies parallel to a line which runs through the centers of the pivot pins of the bearing plates connected by the link. A cam 15, which is seated on a shaft 15 mounted on the table 5, is used to pivot the plates. The cam 15 acts on a roller 11 b arranged on the bearing plate 11, which by a tension spring 16 attached to the table 5 constantly against the
ίο Nocken 15 gezogen wird. Die Welle 15a wird über eine biegsame Welle 15 b von einem Untersetzungsgetriebe angetrieben, das sich in einem an dem Bock 4 befestigten Gehäuse 4 a befindet. Dieses Getriebe erhält seinen Antrieb von einer Welle 17, die an dem Rahmen 2 gelagert ist und über ein Kegelräderpaar 10 a von der Welle 10 angetrieben wird. Die Welle 17 ist als Keilwelle ausgebildet, so daß der Antrieb des in dem Gehäuse 4 a befindlichen Getriebes durch die vertikalen Bewegungen des Bockes 4 relativ zum Rahmen 2 nicht beeinträchtigt wird. Da der Nocken 15 von der Welle 10 aus angetrieben wird, erfolgt das Verschwenken der Lagerplatten 11,12,13 in Abhängigkeit von dem Vorschub des Bocks 4.ίο cam 15 is pulled. The shaft 15a is driven via a flexible shaft 15b by a reduction gear which is located in a housing 4a attached to the bracket 4. This transmission receives its drive from a shaft 17 which is mounted on the frame 2 and is driven by the shaft 10 via a pair of bevel gears 10 a. The shaft 17 is designed as a splined shaft so that the drive of the gear located in the housing 4 a is not impaired by the vertical movements of the bracket 4 relative to the frame 2. Since the cam 15 is driven from the shaft 10, the pivoting of the bearing plates 11, 12, 13 takes place as a function of the advance of the bracket 4.
Ein Werkstück 18, aus dem eine Turbinenschaufel hergestellt werden soll, ist auf der Lagerplatte 11 mittels einer Klammer 19 und einer Zentrierspitze 20 mit seiner Längsachse im wesentlichen parallel zur Richtung der Hin- und Herbewegung des Stößelschlittens 3 festgespannt. Auf der Lagerplatte 12 ist ein Teilmodell 21 und auf der Lagerplatte 13 ein weiteres Teilmodell 22 befestigt. Die Teilmodelle 21 und 22 weisen je eine Steuerfläche 21 α bzw. 22a auf, die je für eine Fläche der herzustellenden Schaufel maßgebend ist und an der gleichen Seite wie diese Schaufelfiäche liegt. Die Teilmodelle sind im Querschnitt wesentlich dicker als das Werkstück. Das Werkstück und die Teilmodelle sind unmittelbar über den Drehzapfen 11α, 12 α, 13 α angeordnet, so daß ein Geringstmaß an seitlicher Verschiebung des Werkstücks und der Teilmodelle entsteht, wenn ihre Lagerplatten um die Drehzapfen verschwenkt werden.A workpiece 18 from which a turbine blade is to be manufactured is on the bearing plate 11 by means of a clamp 19 and a centering point 20 with its longitudinal axis essentially parallel to the Direction of the reciprocating movement of the ram slide 3 clamped. On the bearing plate 12 is a partial model 21 and a further partial model 22 attached to the bearing plate 13. The sub-models 21 and 22 each have a control surface 21 a or 22 a, each for a surface of the blade to be produced is decisive and is on the same side as this blade surface. The partial models are in cross-section much thicker than the workpiece. The workpiece and the part models are immediately above the pivot 11α, 12 α, 13 α arranged so that a Smallest amount of lateral displacement of the workpiece and the part models are created when their bearing plates are pivoted around the pivot pins.
An der vorderen Stirnfläche des Stößelschlittens 3 und oberhalb der Lagerplatten 11, 12, 13 ist ein Stößelkopf 23 angebracht. An. dem Stößelkopf 23 sind zwei Supporte 24 und 25 mittels Schwenkachsen 24a bzw. 25 a angelenkt. Diese beiden Supporte hängen von dem Kopf an beiden Seiten des Werkstücks 18 und der Teilmodelle 21 und 22 herab. Die Schwenkachsen liegen in einer horizontalen Ebene.On the front face of the ram slide 3 and above the bearing plates 11, 12, 13 is a Ram head 23 attached. At. the ram head 23 are two supports 24 and 25 by means of pivot axes 24a or 25 a hinged. These two supports hang from the head on both sides of the workpiece 18 and the sub-models 21 and 22. The pivot axes lie in a horizontal plane.
Die Supporte 24 und 25 tragen an ihren vorderen Enden Schneidstähle 26 bzw. 27 und an ihren hinteren Enden Fühler 28 bzw. 29. Um diese Fühler nachgiebig mit den Steuerflächen 21a bzw, 22 a der Teilmodelle im Eingriff zu halten, ist an jeder Seite des Stößelkopfes 23 ein Druckluftzylinder in einem Gehäuse 30 vorgesehen, das schwenkbar an' dem Stößelkopf 23 aufgehängt ist. Werden die in diesen Zylindern angeordneten Kolben von oben her mit Druckluft beaufschlagt, so wird die zugeordnete Kolbenstange 31, dieThe supports 24 and 25 carry cutting tools 26 and 27, respectively, at their front ends and at their rear ends Ends of feelers 28 and 29 respectively. Around these feelers yielding with the control surfaces 21a and 22a of the partial models To maintain engagement, there is a pneumatic cylinder in a housing 30 on each side of the ram head 23 provided, which is pivotably suspended on the ram head 23. Will be arranged in these cylinders When compressed air is applied to the piston from above, the associated piston rod 31, the
durch einen Bolzen 31 α mit dem Support 24 gelenkig verbunden ist, nach unten gedrückt und der zugeordnete Support einwärts mit dem Schneidstahl gegen das Werkstück und mit dem Fühler gegen das Teilmodell geschwenkt. Wird die Druckluft auf die untere Seite des Kolbens geleitet, so wird der Support vonarticulated to the support 24 by a bolt 31 α is connected, pressed down and the associated support inward with the cutting steel against the workpiece and swiveled with the feeler against the part model. Is the compressed air to the lower Side of the piston, the support is from
■ dem zugehörigen Teilmodell und dem Werkstück fortgeschwenkt, so daß die Überprüfung und der Ausbau der Schneidstähle und des Werkstücks erleichtert ist. Das Gehäuse 30 enthält außerdem einen hydraulischen Dämpfer, der mittels einer Stange 32■ the associated part model and the workpiece pivoted away so that the inspection and removal of the cutting steels and the workpiece is relieved. The housing 30 also contains a hydraulic damper that is actuated by means of a rod 32
Claims (6)
Deutsche Patentschriften Nr. 559 060, 723 199;
schweizerische Patentschrift Nr. 101 661;
französische Patentschrift Nr. 491 009;
USA.-Patentschriften Nr. 2 101 712, 2 154 718,
484 553,Considered publications:
German Patent Nos. 559 060, 723 199;
Swiss Patent No. 101 661;
French Patent No. 491 009;
U.S. Patents Nos. 2,101,712, 2,154,718,
484 553,
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- 1952-02-27 DE DEC5469A patent/DE1090054B/en active Pending
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Also Published As
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