WO2004030858A1 - Vorrichtung und verfahren zur oberflächenbearbeitung von werkstücken - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur oberflächenbearbeitung von werkstücken Download PDF

Info

Publication number
WO2004030858A1
WO2004030858A1 PCT/EP2003/010034 EP0310034W WO2004030858A1 WO 2004030858 A1 WO2004030858 A1 WO 2004030858A1 EP 0310034 W EP0310034 W EP 0310034W WO 2004030858 A1 WO2004030858 A1 WO 2004030858A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
deep
workpiece
rolling
workpieces
machined
Prior art date
Application number
PCT/EP2003/010034
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin Bayer
Original Assignee
Mtu Aero Engines Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mtu Aero Engines Gmbh filed Critical Mtu Aero Engines Gmbh
Publication of WO2004030858A1 publication Critical patent/WO2004030858A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/286Particular treatment of blades, e.g. to increase durability or resistance against corrosion or erosion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/02Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
    • C21D7/08Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by burnishing or the like

Definitions

  • the invention relates to a method for the surface processing of workpieces according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a corresponding device according to the preamble of patent claim 6.
  • a well-known method for surface hardening is the so-called deep rolling. With deep rolling not only the surface of a workpiece can be solidified, but also the roughness of the surface can be processed and changed to the desired quality or smoothness.
  • Such thin-walled, deformation-sensitive workpieces are solidified according to the prior art, for example by shot peening, and processed in a second processing step by separate smoothing with regard to the surface roughness. With these two separate processing steps, deformations in thin-walled workpieces can be avoided, but the two-stage surface processing takes longer and must be carried out at different facilities.
  • the present invention is based on the problem of creating a novel method for the surface treatment of workpieces and a corresponding device. This problem is solved in that the method mentioned at the outset is further developed by the features of the characterizing part of patent claim 1.
  • the device according to the invention is characterized by the features of independent claim 6.
  • a first surface of a workpiece is machined by deep rolling and additionally a second surface of the workpiece opposite the first surface is also machined by deep rolling. Deformations of the same are thus avoided even with thin or thin-walled workpieces.
  • the work piece surfaces are solidified and roughened in one machining step.
  • the deep rolling of the first surface and the second surface is carried out synchronously.
  • the method according to the invention is preferably used in the surface treatment of airfoil blades of a gas turbine, in particular in the case of so-called blisk blades.
  • Fig. 1 a highly schematic representation of a device according to the invention for the surface processing of workpieces in cross section. 1 shows a highly schematized device for surface processing according to the invention. The device according to the invention is used above all in the surface treatment of thin-walled workpieces.
  • the workpiece 11 to be machined is a thin-walled blade of a gas turbine, opposing surfaces 12, 13 of the workpiece 11 being machined by the device 10 according to the invention.
  • a first surface 12 of the workpiece 11 is an upper side of the workpiece 11 and a second surface 13 is an underside thereof.
  • the material thickness of the workpiece between the two surfaces 12, 13 is relatively small, so that the workpiece 11 to be machined is therefore a thin-walled workpiece.
  • the surface treatment device 10 has two deep-rolling devices 14, 15.
  • a first deep-rolling device 14 is arranged in the region of the first surface 12 and is used to machine the first surface 12.
  • the second The deep-rolling device 15, on the other hand, is arranged in the region of the second surface 13 of the workpiece 11 and is used to process this second surface 13.
  • Each of the two deep-rolling devices 14, 15, which each serve to process one of the opposing surfaces 12, 13, comprises a support element 16 and a pressure body 17.
  • the force required for the surface treatment of the workpiece 11 is applied to the surfaces 12, 13 of the workpiece 11 via the pressure bodies 17.
  • the pressure bodies 17 are preferably designed as balls or rollers.
  • the pressure elements 17 are preferably hydraulically supported in order to exert the pressure required during deep rolling on the surfaces 12, 13 of the workpiece 11.
  • the first deep-rolling device 14, which is used for the surface treatment of the first surface 12, is on a first traverse 18 of the device 10 according to the invention stored.
  • the second deep rolling device 15 is correspondingly attached to a second cross member 19 of the device 10 according to the invention.
  • Both traverses 18, 19 of the device 10 according to the invention are mounted together in a hinge joint 21 with first ends 20. Both cross members 18, 19 can be pivoted about the hinge joint 21. The two cross members 18, 19 can accordingly be moved relative to one another about the hinge joint 21 in such a way that the two cross members 18, 19 execute a scissor-like movement.
  • the two crossbeams 18, 19 of the device 10 according to the invention can also be referred to as legs.
  • FIG. 1 shows in a highly schematic manner that the two ends 22 of the two crossbeams 18, 19 are connected to a force introduction device 23. If the two ends 22 of the crossbeams 18, 19 are moved towards one another with the aid of the force introduction device 23, the force applied to the workpiece 11 to be machined increases. However, if the two ends 22 are moved apart in the direction of arrow 24, the force applied to the workpiece 11 to be machined is reduced.
  • the first deep-rolling device 14 and the second deep-rolling device 15 each serve to process different, namely opposite, surfaces 12, 13 of the workpiece 11.
  • the first surface 12 of the workpiece 11 is machined via the first deep-rolling device 14.
  • the second deep-rolling device 15, on the other hand, is used for surface processing of the second surface 13 of the workpiece 11, the second surface 13 being opposite the first surface 12.
  • a first force is applied to the first surface 12 via the first deep-rolling device 14.
  • a second force is applied to the second surface 13 via the second deep-rolling device 15.
  • the Kraftein line of deep rolling devices 14, 15 on the workpiece to be machined 1 1 is now done so that the resulting bending moments cancel each other out. Ideally, the bending moments are mutually dig on. In this way, an undesired deformation of the workpiece 11 during the deep rolling of the two surfaces 12, 13 can be avoided.
  • the two deep-rolling devices 14, 15 act on the two surfaces 12, 13 of the workpiece 11 in such a way that the pressure bodies 17 thereof act on opposite sections of the two surfaces 12, 13. Furthermore, when the two surfaces 12, 13 are machined, the deep-rolling devices 14, 15, which are mounted on the crossbeams 18, 19, have an approximately equal distance from the hinge joint 21. This ensures that those provided by the two crossbeams 18, 19 Lever arms have approximately the same effective or effective length.
  • the deep-rolling devices 14, 15 are synchronized and simultaneously over the corresponding surfaces 12, 13 of the workpiece 1 1 to be machined, the workpiece 1 1 being fixed in the device 10.
  • the deep-rolling devices 14, 15 are moved over the two surfaces 12, 13 in such a way that the two deep-rolling devices 14, 15 or the pressure bodies 17 of the two at opposite times at any time during the surface processing Attack sections of the two surfaces 12, 13. This ensures that bending moments arising during surface processing can be compensated for and thus eliminated over the entire processing process.
  • the method 10 according to the invention can be carried out with the aid of the device 10 according to the invention for surface machining of workpieces shown in FIG. 1.
  • both the first surface 12 of the workpiece 11 and the opposite, second surface 13 of the workpiece 11 are machined by deep rolling.
  • the deep rolling of the first surface 12 and the second surface 13 takes place simultaneously and synchronously.
  • the forces required when deep-rolling the two surfaces 12, 13 are applied to the first surface 12 and the second surface 13 of the workpiece 1 1 applied that bending moments cancel each other.
  • thin-walled workpieces that are particularly sensitive to deformation can now be processed by deep rolling.
  • the hardening of the surfaces of thin-walled workpieces can therefore take place at the same time as the processing of the roughness of the respective surfaces.
  • Surface hardening and surface smoothing can now also be carried out in one machining step for thin-walled workpieces without geometric deformations occurring on the thin-walled workpieces.
  • the processing of thin-walled workpieces can therefore be simplified and shortened in terms of process technology.
  • the method according to the invention can be used particularly advantageously in the surface treatment of airfoil blades of a gas turbine, in particular in the case of blisk blades.
  • the blades of gas turbines are particularly sensitive to deformation.
  • the blades for surface hardening and surface smoothing have to be processed in a multi-stage process on different plants or facilities. With the present invention, it is possible for the first time to machine even thin-walled blades by deep rolling.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken. Eine erste Oberfläche (12) eines Werkstücks (11) wird durch Festwalzen bearbeitet. Zusätzlich wird eine der ersten Oberfläche (12) gegenüberliegende zweite Oberfläche (13) des Werkstücks (11) durch Festwalzen bearbeitet. Hierdurch wird es erstmals ermöglicht, auch dünnwandige Werkstücke durch Festwalzen zu bearbeiten.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken bekannt. Ein hinlängliches bekanntes Verfahren zur Oberflächen-Verfestigung ist das sogenannte Festwalzen. Mit dem Festwalzen kann nicht nur die Oberfläche eines Werkstücks verfestigt werden, vielmehr kann auch die Rauhigkeit der Oberfläche bearbeitet und auf die gewünschte Güte bzw. Glätte verändert werden.
Bislang ist es jedoch nicht möglich auch die Oberflächen dünner bzw. dünnwandiger Werkstücke, die bereits bei geringen Kräften einer Deformation unterliegen, durch Festwalzen zu bearbeiten, da die sich beim Festswalzen dünnwandiger Werkstücke einstellende Deformation derselben unerwünscht und nachteilig ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich bei den zu bearbeitenden Werkstücken um Schaufeln einer Gasturbine handelt.
Solche dünnwandigen, deformationsempfindlichen Werkstücke werden nach dem Stand der Technik zum Beispiel durch Kugelstrahlen verfestigt und in einem zweiten Bearbeitungsschritt durch separates Glätten hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit bearbeitet. Durch diese beiden getrennten Bearbeitungsschritte können zwar Deformationen bei dünnwandigen Werkstücken vermieden werden, die zweistufige Oberflächenbearbeitung dauert jedoch länger und muss auf verschiedenen Einrichtungen durchgeführt werden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken sowie eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das Eingangs genannte Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 6 gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird eine erste Oberfläche eines Werkstücks durch Festwalzen und zusätzlich eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche des Werkstücks ebenfalls durch Festwalzen bearbeitet. Damit werden auch bei dünnen bzw. dünnwandigen Werkstücken Deformationen derselben vermieden. Die Verfestigung und Rauhigkeitsbearbeitung der Werkstückoberflächen erfolgt in einem Bearbeitungsschritt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Festwalzen der ersten 0- berfläche und der zweiten Oberfläche synchron.
Zum Festwalzen der beiden gegenüberliegenden Oberflächen benötigte Kräfte werden derart auf die erste Oberfläche und auf die zweite Oberfläche eingebracht, dass entstehende Biegemomente sich gegenseitig annähernd aufheben.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Oberflächenbearbeitung von Schaufelblättern einer Gasturbine, insbesondere bei sogenannten Bliskschaufeln, verwendet.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 : eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken im Querschnitt. Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet vor allem bei der Oberflächenbearbeitung dünnwandiger Werkstücke Verwendung.
So zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Oberflächenbearbeitung, wobei in Verbindung mit der Vorrichtung 10 ein zu bearbeitendes Werkstück 1 1 dargestellt ist. Bei dem zu bearbeitenden Werkstück 1 1 handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um eine dünnwandige Schaufel einer Gasturbine, wobei gegenüberliegende Oberflächen 12, 13 des Werkstücks 1 1 von der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bearbeitet werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei einer ersten Oberfläche 12 des Werkstücks 1 1 um eine Oberseite des Werkstücks 1 1 und bei einer zweiten Oberfläche 13 um eine Unterseite desselben. Die Materialstärke des Werkstücks zwischen den beiden Oberflächen 12, 13 ist verhältnismäßig gering, so dass es sich demnach bei dem zu bearbeitenden Werkstück 1 1 um ein dünnwandiges Werkstück handelt.
Zur Bearbeitung der beiden Oberflächen 12, 13 des dünnwandigen Werkstücks 1 1 verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Oberflächenbearbeitung über zwei Festwalzeinrichtungen 14, 15. Eine erste Festwalzeinrichtung 14 ist im Bereich der ersten Oberfläche 12 angeordnet und dient der Bearbeitung der ersten Oberfläche 12. Die zweite Festwalzeinrichtung 15 ist hingegen im Bereich der zweiten Oberfläche 13 des Werkstücks 1 1 angeordnet und dient der Bearbeitung dieser zweiten Oberfläche 13. Jede der beiden Festwalzeinrichtungen 14, 15, die jeweils der Bearbeitung einer der sich gegenüberliegenden Oberflächen 12, 13 dienen, umfasst ein Stützelement 16 sowie einen Druckkörper 17. Über die Druckkörper 17 wird die zur Oberflächenbearbeitung des Werkstücks 1 1 erforderliche Kraft auf die Oberflächen 12, 13 des Werkstücks 1 1 eingeleitet. Die Druckkörper 17 sind hierbei vorzugsweise als Kugeln oder Rollen ausgebildet. Die Druckkörper 17 sind vorzugsweise hydraulisch unterstützt, um den beim Festwalzen erforderlichen Druck auf die Oberflächen 12, 13 des Werkstücks 1 1 auszuüben.
Gemäß Fig. 1 ist die der Oberflächenbearbeitung der ersten Oberfläche 12 dienende erste Festwalzeinrichtung 14 an einer ersten Traverse 18 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gelagert. Die zweite Festwalzeinrichtung 15 ist entsprechend an einer zweiten Traverse 19 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 befestigt.
Mit ersten Enden 20 sind beide Traversen 18, 19 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in einem Scharniergelenk 21 gemeinsam gelagert. Um das Scharniergelenk 21 sind beide Traversen 18, 19 verschwenkbar. Die beiden Traversen 18, 19 lassen sich demnach um das Schamiergelenk 21 derart relativ zueinander bewegen, dass die beiden Traversen 18, 19 eine scherenartige Bewegung ausführen. Die beiden Traversen 18, 19 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 können auch als Schenkel bezeichnet werden.
Den ersten Enden 20 gegenüberliegende Enden 22 der Traversen 18, 19 dienen der Krafteinleitung auf das zu bearbeitende Werkstück 1 1. So zeigt Fig. 1 stark schematisiert, dass die beiden Enden 22 der beiden Traversen 18, 19 mit einer Krafteinleitungseinrichtung 23 verbunden sind. Werden mit Hilfe der Krafteinleitungseinrichtung 23 die beiden Enden 22 der Traversen 18, 19 aufeinander zubewegt, so erhöht sich die auf das zu bearbeitende Werkstück 1 1 eingebrachte Kraft. Werden hingegen die beiden Enden 22 im Sinne des Pfeils 24 auseinanderbewegt, so verringert sich die auf das zu bearbeitende Werkstück 1 1 einbrachte Kraft.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist von Bedeutung, dass die erste Festwalzeinrichtung 14 und die zweite Festwalzeinrichtung 15 jeweils der Bearbeitung unterschiedlicher, nämlich gegenüberliegender, Oberflächen 12, 13 des Werkstücks 1 1 dienen. So wird über die erste Festwalzeinrichtung 14 die erste Oberfläche 12 des Werkstücks 1 1 bearbeitet. Die zweite Festwalzeinrichtung 15 dient hingegen der Oberflächenbearbeitung der zweiten 0- berfläche 13 des Werkstücks 1 1, wobei die zweite Oberfläche 13 der ersten Oberfläche 12 gegenüberliegt.
Demnach wird über die erste Festwalzeinrichtung 14 auf die erste Oberfläche 12 eine erste Kraft eingebracht. Über die zweite Festwalzeinrichtung 15 wird auf die zweite Oberfläche 13 eine zweite Kraft eingebracht. Die Kraftein leitung der Festwalzeinrichtungen 14, 15 auf das zu bearbeitende Werkstück 1 1 erfolgt nun so, dass entstehende Biegemomente sich gegenseitig annähernd aufheben. Im Idealfall heben sich die Biegemomente gegenseitig vollstän- dig auf. Hierdurch kann eine unerwünschte Deformation des Werkstücks 1 1 beim Festwalzen der beiden Oberflächen 12, 13 vermieden werden.
So zeigt Fig. 1, dass die beiden Festwalzeinrichtungen 14, 15 derart an den beiden Oberflächen 12, 13 des Werkstücks 1 1 angreifen, dass die Druckkörper 17 derselben an gegenüberliegenden Abschnitten der beiden Oberflächen 12, 13 angreifen. Weiterhin verfügen die Festwalzeinrichtungen 14, 15, die an den Traversen 18, 19 gelagert sind, bei der Bearbeitung der beiden Oberflächen 12, 13 über einen annähernd gleichen Abstand vom Scharniergelenk 21. Hierdurch ist sichergestellt, dass die durch die beiden Traversen 18, 19 bereitgestellten Hebelarme über in etwa die gleiche wirksame bzw. effektive Länge verfügen.
Um die beiden Oberflächen 12, 13 des Werkstücks 1 1 in ihrer Gesamtheit zu bearbeiten, erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück 1 1 und den Festwalzeinrichtungen 14, 15. Vorzugsweise werden die Festwalzeinrichtungen 14, 15 synchron und zeitgleich über die entsprechenden Oberflächen 12, 13 des zu bearbeitenden Werkstücks 1 1 bewegt, wobei das Werkstücks 1 1 in der Vorrichtung 10 fixiert ist.
Bei der Bearbeitung der beiden Oberflächen 12, 13 des Werkstücks 1 1, werden die Festwalzeinrichtungen 14, 15 derart über die beiden Oberflächen 12, 13 bewegt, dass zu jedem Zeitpunkt der Oberflächenbearbeitung die beiden Festwalzeinrichtungen 14, 15 bzw. die Druckkörper 17 derselben an gegenüberliegenden Abschnitten der beiden Oberflächen 12, 13 angreifen. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei der Oberflächenbearbeitung entstehenden Biegmomente über den gesamten Bearbeitungsprozess hinweg ausgeglichen und damit eliminiert werden können.
Mithilfe der in Fig. 1 dargestellten, erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren ausführen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden sowohl die erste Oberfläche 12 des Werkstücks 1 1 als auch die gegenüberliegende, zweite Oberfläche 13 des Werkstücks 1 1 durch Festwalzen bearbeitet. Das Festwalzen der ersten Oberfläche 12 und der zweiten Oberfläche 13 erfolgt zeitgleich und synchron. Die beim Festwalzen der beiden Oberflächen 12, 13 benötigten Kräfte werden hierzu derart auf die erste Oberfläche 12 und auf die zweite Oberfläche 13 des Werkstücks 1 1 aufgebracht, dass entstehenden Biegmomente sich gegenseitig aufheben.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich nun auch dünnwandige Werkstücke, die besonders deformationsempfindlich sind, durch Festwalzen bearbeiten. Die Verfestigung der Oberflächen dünnwandiger Werkstücke kann demnach gleichzeitig erfolgen wie die Bearbeitung der Rauhigkeit der jeweiligen Oberflächen. Die Oberflächenverfestigung und Oberflächenglättung kann nun auch bei dünnwandigen Werkstücken in einem Bearbeitungsschritt durchgeführt werden, ohne dass es zu geometrischen Deformationen an den dünnwandigen Werkstücken kommt. Die Bearbeitung der dünnwandigen Werkstücke kann demnach prozesstechnisch vereinfacht sowie verkürzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft bei der Oberflächenbearbeitung von Schaufelblättern einer Gasturbine, insbesondere bei Bliskschaufeln, einsetzen. Schaufelblätter von Gasturbinen sind besonders deformationsempfindlich. Nach dem Stand der Technik müssen die Schaufelblätter zur Oberflächenverfestigung sowie Oberflächenglättung in einem mehrstufigen Prozess auf unterschiedlichen Anlagen bzw. Einrichtungen bearbeitet werden. Mit der hier vorliegenden Erfindung ist es erstmals möglich, auch dünnwandige Schaufelblätter durch Festwalzen zu bearbeiten.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung 10
Werkstück 1 1
Oberfläche 12
Oberfläche 13
Festwalzeinrichtung 14
Festwalzeinrichtung 15
Stützelement 16
Druckkörper 17
Traverse 18
Traverse 19
Ende 20
Scharniergelenk 21
Ende 22
Krafteinleitungseinrichtung 23
Pfeil 24

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, wobei eine erste Oberfläche (12) eines Werkstücks (1 1) durch Festwalzen bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine der ersten Oberfläche (12) gegenüberliegende zweite Oberfläche (13) des Werkstücks (1 1) durch Festwalzen bearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Festwalzen der ersten Oberfläche (12) und der zweiten Oberfläche (13) zeitgleich erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festwalzen der ersten Oberfläche (12) und der zweiten Oberfläche (13) synchron erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Festwalzen benötigte Kräfte derart auf die erste Oberfläche (12) und auf die zweite Oberfläche (13) des Werkstücks (1 1) eingebracht werden, dass entstehende Biegemomente sich gegenseitig aufheben.
5. Verwendung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 zur Oberflächenbearbeitung dünnwandiger Werkstücke, insbesondere zur Oberflächenbearbeitung von Schaufelblättern einer Gasturbine.
6. Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, mit einer ersten Festwalzeinrichtung (14), die auf eine erste Oberfläche (12) des Werkstücks (1 1) eine erste Kraft einbringt, gekennzeichnet durch eine zweite Festwalzeinrichtung (15), wobei über die zweite Festwalzeinrichtung (15) auf eine der ersten Oberfläche (12) gegenüberliegende zweite Oberfläche (13) des Werkstücks (1 1) eine zweite Kraft einbringbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Festwalzeinrichtung (14) an einer ersten Traverse (18) und die zweite Festwalzeinrichtung (15) an einer zweiten Traverse (19) gelagert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass erste Enden (20) der beiden Traversen (18, 19) in einem Gelenk (21) gemeinsam gelagert sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den ersten Enden (20) gegenüberliegende zweite Enden (22) der beiden Traversen (18, 19) der Krafteinleitung auf das Werkstück (1 1) dienen.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Festwalzeinrichtung (14) und die zweite Festwalzeinrichtung (15) Druckkörper (17) aufweisen, mit Hilfe derer die Kräfte auf das Werkstück (1 1) eingebracht werden.
1 1. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Festwalzeinrichtung (14) und die zweite Festwalzeinrichtung (15) synchron über die zu bearbeitenden Oberflächen (12, 13) bewegbar sind, derart, dass Druckkörper (17) an gegenüberliegenden Abschnitten der sich gegenüberliegenden Oberflächen (12, 13) angreifen.
PCT/EP2003/010034 2002-09-28 2003-09-10 Vorrichtung und verfahren zur oberflächenbearbeitung von werkstücken WO2004030858A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002145396 DE10245396A1 (de) 2002-09-28 2002-09-28 Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken
DE10245396.9 2002-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004030858A1 true WO2004030858A1 (de) 2004-04-15

Family

ID=32009963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2003/010034 WO2004030858A1 (de) 2002-09-28 2003-09-10 Vorrichtung und verfahren zur oberflächenbearbeitung von werkstücken

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10245396A1 (de)
WO (1) WO2004030858A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2871399A1 (fr) * 2004-06-15 2005-12-16 Snecma Moteurs Sa Procede de reparation d'un element d'aube
WO2012140103A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur herstellung eines einstückigen rotorbereiches und einstückiger rotorbereich
US9427833B2 (en) 2012-09-20 2016-08-30 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rolling tool device
US9498856B2 (en) 2012-09-20 2016-11-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rolling tool device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9902482B2 (en) 2015-10-28 2018-02-27 The Boeing Company Deep rolling forming

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE496732C (de) * 1927-12-20 1930-04-25 Aeg Zum Schutz gegen Auswaschungen durch stroemenden Dampf gehaertete Turbinenschaufel
US2966722A (en) * 1957-11-05 1961-01-03 Gen Electric Irregular surface diamond burnishing tool
DE2217546A1 (de) * 1972-04-12 1973-10-25 Hegenscheidt Kg Wilhelm Vorrichtung zum glattwalzen ebener flaechen
DE4309176A1 (de) * 1993-03-22 1994-09-29 Siemens Ag Verfahren zum Festwalzen eines Bauteils
US5826453A (en) * 1996-12-05 1998-10-27 Lambda Research, Inc. Burnishing method and apparatus for providing a layer of compressive residual stress in the surface of a workpiece
EP1175956A1 (de) * 2000-07-27 2002-01-30 General Electric Company Metallischer Artikel mit integralem kompressierten Ring am Ende und Herstellungsverfahren
US6415486B1 (en) * 2000-03-01 2002-07-09 Surface Technology Holdings, Ltd. Method and apparatus for providing a residual stress distribution in the surface of a part

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE496732C (de) * 1927-12-20 1930-04-25 Aeg Zum Schutz gegen Auswaschungen durch stroemenden Dampf gehaertete Turbinenschaufel
US2966722A (en) * 1957-11-05 1961-01-03 Gen Electric Irregular surface diamond burnishing tool
DE2217546A1 (de) * 1972-04-12 1973-10-25 Hegenscheidt Kg Wilhelm Vorrichtung zum glattwalzen ebener flaechen
DE4309176A1 (de) * 1993-03-22 1994-09-29 Siemens Ag Verfahren zum Festwalzen eines Bauteils
US5826453A (en) * 1996-12-05 1998-10-27 Lambda Research, Inc. Burnishing method and apparatus for providing a layer of compressive residual stress in the surface of a workpiece
US6415486B1 (en) * 2000-03-01 2002-07-09 Surface Technology Holdings, Ltd. Method and apparatus for providing a residual stress distribution in the surface of a part
EP1175956A1 (de) * 2000-07-27 2002-01-30 General Electric Company Metallischer Artikel mit integralem kompressierten Ring am Ende und Herstellungsverfahren

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2871399A1 (fr) * 2004-06-15 2005-12-16 Snecma Moteurs Sa Procede de reparation d'un element d'aube
EP1607169A1 (de) * 2004-06-15 2005-12-21 Snecma Verfahren zur Reparatur eines Turbinenschaufelteils
WO2012140103A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur herstellung eines einstückigen rotorbereiches und einstückiger rotorbereich
DE102011007224A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren und Herstellung eines einstückigen Rotorbereiches und einstückiger Rotorbereich
US9427833B2 (en) 2012-09-20 2016-08-30 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rolling tool device
US9498856B2 (en) 2012-09-20 2016-11-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rolling tool device

Also Published As

Publication number Publication date
DE10245396A1 (de) 2004-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0690768B1 (de) Verfahren zum festwalzen eines bauteils
EP2707173B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum mechanischen entschichten beschichteter platinen unter verwendung einer presse und einem schabemesser
DE2543970C2 (de) Verfahren zum Anformen einer Blechverkleidung an Turbinenschaufeln oder dergleichen Gegenstände mit einer konvexkonkaven Oberfläche
DD142858A5 (de) Verfahren zum bearbeiten von kurbelwellen
DE19516834A1 (de) Walzvorrichtung zur Erzeugung von Druckeigenspannungen in einem Bauteil sowie Verwendung der Walzvorrichtung
EP1942387A1 (de) Beschichtungskonzept für eine APS/HVOF Anlage mit 2 Robotern
WO2004078416A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur oberflächenbearbeitung eines werkstüks
EP4210877B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektrostatischen beschichtung von metallbändern
DE3211489A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur korrektur von sollform-abweichungen platisch verformbarer gegenstaende
WO2004030858A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur oberflächenbearbeitung von werkstücken
DE3011454A1 (de) Verfahren fuer die fertigbearbeitung von nockenwellen
DE102005032185B4 (de) Verfahren zur Erhöhung der Dauerfestigkeit von Kurbelwellen
EP0960666B1 (de) Kochgefäss und Verfahren zur Herstellung eines Kochgefässes
DE4240247C2 (de) Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers
DE4240246C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers
EP3778062B1 (de) Verfahren zur formänderung eines plattenartigen werkstücks
DE2443159C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Flanschen metallischer Wickelträger
DE102004058013B3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Tragwerkstruktur mit einem integral prolfilartigen Versteifungselement für ein Flugzeug
AT506831B1 (de) Verfahren zum kalibrieren von lagerbuchsen
WO2017013099A1 (de) Anlage und verfahren zum beseitigen von planheitsfehlern eines metallischen flachprodukts
DE1924716B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beseitigen von Beulen und asymmetrischen Spannungen an der Seitenwand bzw. dem Mantel oder Mantelteil von zylindrischen Behältern aus Metallblech mit festgelegter Soll-Abmessung
DE3124514A1 (de) Verfahren zur formgebung von schiffsblechen
EP0894032A1 (de) Vorrichtung zum verformen von werkstücken
AT519602B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum fügen von bauteilen eines spindelmotors
DE102004003865B4 (de) Verfahren zur maßgenauen Bearbeitung von Bauteilen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WA Withdrawal of international application