DE2704812C2 - Verfahren zur Herstellung einer Reihe von benachbarten Profilnuten in der Umfangsfläche eines Drehkörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Reihe von benachbarten Profilnuten mit untereinander gleicher Teilung in der Umfangsfläche eines Drehkörpers durch gleichzeitiges Räumen jeweils zweier Profilnuten in einem Räumzug.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der US-PS 99 030 bekannt. Bei diesem Verfahren wird mit einem zwei Schneidkanten aufweisenden Werkzeug gearbeitet, so daß jeweils nur zwei gegenüberliegende Profilnuten in der Innenumfangsfläche eines ringförmigen Drehkörpers hergestellt werden können. Das vorbekannte Verfahren erlaubt auch nur solche Profilnuten herzustellen, die entweder parallel zur Achsenrichtung der Bohrung liegen oder die wechselweise zu dieser Achse geneigt sind. Gleich geneigte Profilnuten sind mit dem bekannten Verfahren nicht herstellbar. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist in der mangelnden Anpassungsmöglichkeit der vorhandenen Maschinenkapazität an die tatsächlich benötigte zu sehen. Werden nämlich tiefe und vergleichsweise komplizierte Profimuten geräumt, so sind hierzu entsprechend große Räummaschinen mit langen Werkzeughüben und hohen Schnittkröften erforderlich. Werden dagegen nur kleine Profilnuten mit einfachem Profil und vergleichsweise geringem Werkstoffabtrag geräumt, so sind hierfür nur entsprechend kleine Räummaschinen mit geringem Werkzeughub und geringen Schnittkräften erforderlich. Da aber der Maschinenpark auf die maximal benötigte Leistung ausgelegt werden muß, arbeiten diese Maschinen dann häufig in einem unwirtschaftlichen Teillastbereich.

Schließlich war man bisher gezwungen, bei besonders tiefen Profilnuten, bei denen das Räumwerkzeug länger als der Werkzeugträger der Räummaschine wird, die Gesamtbearbeitung der Profilnut in Fertigungsabschnitte aufzuteilen, was in der Weise erfolgte, daß mit einem ersten Teilstück des Räumwerkzeugs die Profilnut vorgeräumt wurde und danach dieses erste gegen ein zweites Teilstück des Räumwerkzeugs ausgewechselt wurde, mit dem die vorgeräumten Profilnuten dann in einem zweiten Durchgang fertiggeräumt wurden. Dieses Verfahren erfordert in ganz besonderer Weise lange Fertigungszeiten. Man hat versucht, den speziell beim Räumen vorhandenen Problemen im Hinblick auf die langen Fertigungszeiten und im Hinblick auf die schlechte Anpassungsmöglichkeii an die vorhandene Maschinenkapazität dadurch zu begegnen, daß man bei Werkstücken mit zur Werkstückachse koaxialen Profilnuten zwei Werkstücke übereinander gespannt hat, um so die Fertigungszeit zu senken. Wegen der größeren Durchdringungstiefe zweier Werkstücke müssen jedoch die Spankammern der Räumwerkzeuge erhöht werden, wodurch sich die Werkzeuglänge erhöht und damit wiederum die Bearbeitungszeit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Räumverfahren zu finden, das eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Maschinengröße erlaubt, indem auch tiefe und komplizierte Profilnuten hergestellt werden können, wenn die maximale Maschinenhublänge für die erforderliche Werkzeuglänge nicht ausreicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst von einem Verfahren nach Patentanspruch 1.

Ein wesentlicher Vorteil des gleichzeitigen Räumens zweier benachbarter Profilnuten besteht in der besseren Anpassungsmöglichkeit der vorhandenen Maschinenkapazität an den tatsächlich durchzuführenden Räumvorgang. Auf diese Weise wird für tiefe und komplizierte Profilnuten nur ein verhältnismäßig kurzer Arbeitshub benötigt, in dem die Gesamtlänge des Räumwerk- zeugs auf zwei Teillängen aufgeteilt ist, was im

Endergebnis dazu führt, kleinere Räummaschinen für solche komplizierte Profilnuten verwenden zu können.

Weiterhin können mit dem erfindungsgemäßen

Verfahren gleich geneigte Profilnuten in der Umfangsfläche eines Drehkörpers hergestellt werden, ohne daß eine zweite Aufspannung des Werkstücks erforderlich ist.

Im weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens mit zwei auf einem Grundkörper angeordneten Profilwerkzeugen. Die Vorrichtung ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 gekennzeichnet. Die Aufspannung der beiden Profilwerkzeuge nebeneinan-

der auf einem Grundkörper hat insbesondere im Hinblick auf die erzielbare Steifigkeit der Werkzeugaufspannung und damit auf die erreichbare Genauigkeit der Bearbeitung vorteilhaften Einfluß.

Aus der US-PS 28 55 656 ist eine Räum forrichtung vorbekannt, bei der einzelne Profilwerk?euge hintereinander aufgespannt sind Die Schneidkanten der hintereinanderliegenden Profilwerkzeuge sind abwechselnd geneigt, so daß bei einem Räumzug zwei verschiedene Werkstückflächen bearbeitet werden, i« Auch beim Säumen mit dieser Vorrichtung werden große Räummaschinen mit langen Werkzeughüben gebraucht

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß in den Grundkörper eine T-förmige Auflageleiste eingesetzt ist, in deren beiden Winkelräumen Profilwerkzeuge aufgespannt sind.

Durch die T-förmige Auflageleiste wird ein sehr geringer Abstand zwischen den beiden nebeneinanderliegenden Räumwerkzeugen möglich, was bei enger Teilung der zu räumenden Profilnuten sehr wesentlich ist Ein weiterer Vorteil dieser Aufspannart besteht darin, daß ein bei herkömmlichen Räummaschinen üblicher Werkzeughalter nur in sehr geringem Umfang, nämlich durch Einsetzen der T-förmigen Auflageleiste geändert werden muß, so daß also mit einer Universalmaschine gearbeitet werden kann. Schließlich ergibt sich durch das Gegeneinanderspannen der beiden Räumwerkzeuge eine sehr steife Aufspannung der Einzelwerkzeuge, indem das benachbarte Werkzeug und dessen Spannelemente jeweils mit als Abstützelement verwendet werden.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Profilwerkzeuge in den beiden Winkelräumen in Einzelabschnitte aufgeteilt sind, wobei Füllstücke mit dem Spannprofil der Profilwerkzeuge eingesetzt sind, soweit sich nur auf einer Seite der Aufnahmeleiste ein Profilwerkzeugabschnitt befindet

Wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Profilnuten, die nicht parallel zur Richtung der Achse des Drehkörpers ausgerichtet sind, verwendet, so soll erfindungsgemäß zur Behebung des in der vorgeräumten Profilnut des Drehkörpers vorhandenen Winkelfehlers dem Fertigräumwerkzeug ein Übergangs- oder Ausgloichswerkzeug vorangesetzt sein. Der durch die identische Bewegungsrichtung von Vorräumwerkzeug und Fei tigräumwerkzeug bedingte Bearbeitungsfehler der vorgeräumten Profilnut wird vom Ausgleichswerkzfciig, das den Anfangsabschnitt des Fertigräumwerkzeugs bildet, leicht ausgeglichen, ohne daß ein Abschnitt des Fertigräumwerkzeugs mit zu großer Spantiefe überbeansprucht würde.

In besonders vorteilhafter Weise wird das Verfahren zur Herstellung dir Haltenuten für Turboschaufeln in der Rotorscheibe einer Turbomaschine angewendet, da hier eine Vielzahl von Profilnuten in einem schwer spanabhebend bearbeitbaren Werkstoff mit niedrigen Schnittgeschwindigkeiten geräumt werden müssen.

Anhand der Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen βο zeigt

F i g. 1 den Querschnitt eines Werkzeughalters, wie er zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Verwendung findet,

F i g. 2 eine Teilansicht eines nach dem Verfahren zu bearbeitenden Werkstückes, in dem die ersten beiden Profilnuten eingezeichnet sind,

Fig.3 einen Schnitt durch das Werkstück gemäß Fi g. 2 entsprechend der Linie III-II*.

Fig.4 eine Ansicht des Werkstücks in Pfeilrichtung IVaus Fig.3,

Fig.5 eine Stirnansicht eines Vorräumwerkzeuges und

F i g. 6 eine Stirnansicht eines Fertigräumwerkzeuges.

Der in F i g. 1 im Querschnitt dargestellte Grundkörper ist mit 30 bezeichnet In dem Grandkörper 30 sind Befestigungsbohrungen 31 und 32 vorgesehen, die dazu dienen, ihn auf einem nicht dargestellten Werkzeugschlitten einer Räummaschine zu befestigea In eine Ausnehmung des Grundkörpers 30 ist eine T-förmige Auflageleiste 35 eingesetzt und mit dem Grundkörper verspannt Mit Hilfe von Spannpratzen 33 und 34 sind ein Vorräumwerkzeug 21 und ein Fertigräumwerkzeug 22 gegen die Auflageleiste 35 gespannt Die Auflageleiste 35 ist in ihrer Kontur dem jeweils zu bearbeitenden Drehkörper angepaßt indem die Spannflächen in Neigung und Abstand zueinander der Lage der Profilnuten im Werkstück entsprechen. In F i g. 1 ist ein zu bearbeitender Drehkörper 23 strichpunktiert angedeutet

In einem ersten Verfahrensschritt ist nur das Vorräumwerkzeug 21 auf die T-förmige Auflageleiste 35 aufgespannt, während an der Stelle des Fertigräumwerkzeuges 22 Füllstücke eingesetzt sind, die von der Spannpratze 34 in gleicher Weise wie das Fertigräumwerkzeug 22 erfaßt werden und in den Winkelraum der Auflageleiste 35 gepreßt werden. Mittels des Vorräumwerkzeuges 21 wird die in F i g. 1 mit 25 bezeichnete Profilnut vorgeräumt Das Profil des Vorräumwerkzeuges 21 ergibt sich aus F i g. 5, in der die Einzelabschnitte des Vorräumwerkzeugs 21 mit den Bezugszeichen 1 bis 9 versehen sind. In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Fertigräumwerkzeug 22 auf die Auflageleiste 35 aufgespannt wie es in F i g. 1 angedeutet ist. Der Drehkörper 23 wird um die Teilung der Profilnuten in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht, so daß die vorgeräumte Profilnut 25, die sich vorher an der Stelle der Profilnut 24 befunden hat, sich in der in F i g. 1 dargestellten Position befindet. In einem zweiten Räumzug wird nun mit beiden Räumwerkzeugen 21 und 22 gleichzeitig geräumt und zwar wird die Profilnut 24 vorgeräumt und die Profilnut 25 fertiggeräumt. Das Profil des Fertigräumwerkzeuges 22 ist in Fig.6 dargestellt, wobei die Einzelabschnitte des Fertigräumwerkzeugs mit den Bezugszeichen 9a bis 18 bezeichnet sind. Die Endkontur des Einzelabschnitts 9a des Fertigräumwerkzeuges 22 ist dieselbe wie die Kontur des Einzelabschnitts 9 des Vorräumwerkzeugs 21.

In F i g. 2 ist der Drehkörper 23 (= Werkstück) in Ansicht dargestellt, und es sind die Profilnuten 24 und 25 eingezeichnet. Im Schnittbild gemäß Fig.3 ist eine Zentralbohrung 26 des Drehkörpers 23 zu sehen, die seiner zentrischen Aufnahme dient, während ein Ansatzbund 27 mit einer Radialnut die genaue Positionierung des Drehkörpers auf der Räummaschine ermöglicht. Aus der Ansicht gemäß Fig.4 ist zu erkennen, daß die Profilnuten (24, 25 und weitere) gegenüber der Drehachse des Werkstücks 23 geneigt sind. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, daß die Vorschubrichtung des Vorräumwerkzeuges 21 genau mit der Längsrichtung der zu läumenden Profilnut übei jinstimmt, wenn diese Bedingung für das Fertigräumwerkzeug 22 eingehalten ist. Vor allem deshalb soll, wie oben bereits angegeben, das Anfangsprofil 9a des Fertigräumwerkzeugs 22 mit dem Endprofil 9 des Vorräumwerkzeuges 21 übereinstimmen. Es kann auch,

wie oben beschrieben, ein spezielles Ausgleichswerkzeug als Anfangsabschnitt des Fertigräumwerkzeuges vorgesehen werden, um den Winkelfehler auszugleichen ohne pro Zahn des Räumwerkzeuges zu große Spandicken zu erhalten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Reihe von benachbarten Profilnuten mit untereinander gleicher Teilung in der Umfangsfläche eines Drehkörpers durch gleichzeitiges Räumen jeweils zweier Profilnuten in einem Räumzug, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenumfangsfläche des Drehkörpers zunächst eine Anfangsnut eingebracht wird und danach mit jedem Räumzug, ausgehend von dieser vorgeräumten Nut eine Profilnut vor- und eine benachbarte fertiggeräumt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei auf einem Grundkörper angeordneten Profilwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwerlaeuge (21, 22) im Winkelabstand zweier benachbarter Profilnuten nebeneinander auf dem Grundkörper (30) aufgespannt sind, wobei eines der Profilwerkzeuge ein Vorräumwerkzeug (21), das andere ein Fertigräumwerkzeug (22) ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Grundkörper (30) eine T-förmige Auflageleiste (35) eingesetzt ist, in deren beiden Winkelräumen die Profilwerkzeuge (21, 22) aufgespannt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwerkzeuge (21, 22) in den beiden Winkelräumen in Einzelabschnitte aufgeteilt sind, wobei Füllstücke mit dem Spannprofil der Profilwerkzeuge eingesetzt sind, soweit sich nur auf einer Seite der Aufnahmeleiste ein Profilwerkzeugabschnitt befindet

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4 zur Herstellung von Profilnuten, die nicht parallel zur Richtung der Achse des Drehkörpers ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Behebung des in der vorgeräumten Profilnut (24) des Drehkörpers (23) vorhandenen Winkelfehlers dem Fertigräumwerkzeug (22) ein Übergangs- oder Ausgleichswerkzeug vorangesetzt ist.

6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung der Haltenuten für Turboschaufeln in einer Rotorscheibe einer Turbomaschine.