Werkstückaufnahme für eine Schleifmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Werkstückaufnahme für eine Profilschleifmaschine.
Es ist das Ziel, eine Werkstückaufnahme anzugeben, die eine unbehinderte Komplettbearbeitung komplexer Bauteile ermöglicht.
Erreicht wird dies durch zwei das Werkstück (3) beidseitig aufnehmende, rotativ einstellbare Spannköpfe (13, 14) welche die zu bearbeitenden Profile (4, 6) frei gegenüber dem Schleifwerkzeug (7) positionieren.
Auf diese Weise sind alle Profilflächen ohne Behinderung der Schleifwerkzeuge durch Teile der Werkstückaufnahme von allen Seiten zugänglich.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Werkstückaufnahme für eine Schleifmaschine, insbesondere eine Profilschleifmaschine.

[0002] Komplexe Bauteile mit zahlreichen räumlich orientierten Profilflächen, wie zum Beispiel Turbinenschaufeln mit komplizierten Profilen ihrer unterschiedlichen Fuß- und Kopfausführungen, werden üblicherweise einer Komplettbeareitung unterzogen, um ein häufiges Umspannen und damit einhergehende Bearbeitungsungenauigkeiten zu vermeiden.
Die im Verlauf dieser Komplettbearbeitung zwangläufig erforderlichen, wechselnden Schwenk- und Drehbewegungen in mehreren Achsen können insbesondere beim Einsatz großer Schleifscheiben gegebenenfalls zu Kollisionen zwischen Werkstückaufnahme und Schleifscheibe führen, insbesondere im Bereich der steifigkeitsbestimmenden Auflage.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine universell einsetzbare, sichere und stabile Werkstückhalterung anzugeben.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zwei das Werkstück an gegenüberliegenden Endabschnitten aufnehmende, rotativ einstellbare Spannköpfe.

[0005] Gemäß der DE 43 44 538 A1 ist es zwar bekannt, auf einer Rundschleifmaschine rotationssymmetrische Werkstücke mittels zweier synchron antreibbarer Spindeleinheiten derart stirnseitig drehschlüssig zu spannen, dass das rotierende Werkstück bis zu den Stirnflächen überschliffen werden kann.
Im Unterschied hierzu sind erfindungsgemäß räumlich beliebig orientierte Profilflächen in definierten Drehwinkelstellungen oder gesteuert nachgeführten Drehwinkellagen der Werkstückaufnahme bearbeitbar.

[0006] Zweckmäßigerweise bilden die Spannköpfe Teile zweier Drehtische, deren horizontal ausgerichtete Drehachsen miteinander fluchten.
Die Komplexität der Schleifaufgaben wird gemäß einer Weiterbildung noch dadurch erhöht, dass die Drehtische als das Werkstück rotativ nachführbare Teilapparate ausgebildet sind. In Verbindung mit einer NC-Steuerung der Drehachsen kann eine praktisch unbegrenzte Bearbeitungsflexibilität erzielt werden.
Es ist denkbar, die Spannköpfe mit austauschbaren Spannsegmenten auszurüsten, die jeweils der Form der aufzunehmenden Werkstücke angepasst sind. Eine bevorzugte Weiterbildung besteht hingegen darin, dass die Spannköpfe einen außerhalb zu bearbeitender Flächenprofile die Werkstückform neutralisierenden Eingussspannblock des Werkstücks aufnehmende Spannbacken aufweisen. Eine derartige Ausbildung bietet sich insbesondere bei komplizierten räumlich gekrümmten Turbinenschaufeln an, bei denen der Eingussspannblock das Schaufelblatt umschließt, während der Kopf- und Fußbereich geschliffen werden sollen.
Eine sichere Werkstückhandhabung und Führung wird nach einem weiteren Vorschlag dadurch gewährleistet, dass den Drehtischen Synchronantriebe zugeordnet sind.

[0007] Die Werkstückaufnahme erhält nach einem zusätzlichen Vorschlag einen weiteren Freiheitsgrad zwecks Bearbeitung aller denkbaren Profilflächen dadurch, dass die beiden die Spannköpfe aufweisenden Drehtische auf einem gemeinsamen dritten Drehtisch angeordnet sind, dessen Drehachse quer zu den Drehachsen der beiden Drehtische verläuft.
Eine flexible Anpassung und Einrichtung für unterschiedliche Werkstückabmessungen ist durch eine weitere Ausgestaltung dadurch gewährleistet, dass die beiden Drehtische parallel zu ihren Drehachsen auf dem dritten Drehtisch relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind.

[0008] Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass die zu bearbeitenden Profilzonen von unregelmäßig geformten Bauteilen in jedem Fall derart mit der Schleifscheibe in Kontakt gebracht werden, dass mit Sicherheit eine Kollision von Spannmitteln und Schleifscheibe unterbunden wird. Auf diese Weise ist insbesondere eine allseitige Kopf- und Fußbearbeitung von Turbinenschaufeln problemlos in einer einzigen Einspannung möglich.

[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0010] Hierbei zeigen:

Figur 1

eine Werkstückaufnahme gemäß der Erfindung an einer teilweise dargestellten Profilschleifmaschine,

Figur 2

eine Draufsicht auf die Werkstückaufnahme gemäß Figur 1,

Figur 3

eine Draufsicht auf eine anderer Arbeitsstellung der Werkstückaufnahme und

Figuren 4 bis 7

verschiedene Arbeitsstellungen unterschiedlicher Profilschleifscheiben im Eingriff mit dem Kopf- oder Fußbereich einer Turbinenschaufel.

[0011] Die in Figur 1 gezeigte Werkstückaufnahme 1 ist Teil einer nicht weiter dargestellten Profilschleifmaschine 2, auf der im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 7 Werkstücke in Form von Turbinenschaufeln 3 an Kopf 4 und Fuß 6 mittels entsprechend auswechselbarer Profilschleifscheiben 7 geschliffen werden.

[0012] Zum Einspannen der Turbinenschaufel 3 ist diese im Bereich des Schaufelblattes in einen Eingussspannblock 8 eingebettet, dessen gegenüberliegende Endabschnitte 9, 11 mittels dreier Spannpratzen 12 in zwei gegenüberliegenden Spannköpfen 13, 14 der zweigeteilten Werkstückaufnahme 1 verankert sind. Diese rotativ einstellbaren Spannköpfe 13, 14 sind Teile von zwei Drehtischen 16, 17 der Werkstückaufnahme 1, deren horizontal ausgerichtete Drehachsen 18, 19 miteinander fluchten und über motorische Antriebe 21, 22 elektrisch oder mechanisch synchronisiert sind. Auf diese Weise kann das Werkstück 3 um 180° gedreht werden und somit auch beim Einsatz größerer Schleifscheiben ohne Kollision mit der Werkstückaufnahme an Kopf und Fuß auf gegenüberliegenden Seiten geschliffen werden.

[0013] Dadurch, dass die Drehtische 16, 17 als Teilapparate ausgebildet sind, kann das Werkstück 3 beim Schleifen gekrümmter Profilflächen im jeweiligen Bereich der ausgewählten Drehstellung nachgeführt werden.
Ein zusätzlicher Freiheitsgrad wird dadurch gewonnen, dass die beiden fluchtenden Drehtische 16, 17 auf einem gemeinsamen dritten Drehtisch 23 angeordnet sind, dessen Drehachse 24 um 90° quer zu den Drehachsen 18, 19 der beiden ersten Drehtische 16, 17 verläuft, so dass sich eine praktisch unbegrenzte Zugänglichkeit aller rundum zu bearbeitenden Profilflächen in einer einzigen Aufspannung der Werkstücks ergibt und damit eine Komplettbearbeitung in einzigen Aufspannung möglich ist.
Als Beispiele für derartige vielfältige Schleifaufgaben sind verschiedene in unterschiedlichen Drehstellungen der Drehachse 24 des Drehtisches 23 gemäß den Figuren 2 und 3 in Kombination mit unterschiedlichen Drehstellungen der Drehachsen 18, 19 der Drehtische 16, 17 realisierbare Eingriffsstellungen zwischen Profilschleifscheibe 7 und Kopf 4 bzw. Fuß 6 der Turbinenschaufel 3 in den Figuren 4 bis 7 erkennbar.
Zur Anpassung an unterschiedliche Werkstückabmessungen sind die beiden Drehtische 16, 17 parallel zu ihren Drehachsen 18, 19 auf dem dritten Drehtisch 23 relativ zueinander verschiebbar angeordnet.
Die Spannköpfe 13, 14 der beiden Drehtische 16 bzw. 17 können in Anpassung an die Form der einzuspannenden Körper mit unterschiedlichen Spanneinsätzen bzw. Spannpratzen 12 ausgestattet sein.

Ansprüche

1. Werkstückaufnahme für eine Schleifmaschine, insbesondere eine Profilschleifmaschine, gekennzeichnet durch zwei das Werkstück an gegenüberliegenden Endabschnitten (9, 11) aufnehmende, rotativ einstellbare Spannköpfe (13, 14).

2. Werkstückaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannköpfe (13, 14) Teile zweier Drehtische (16 bzw. 17) bilden, deren horizontal ausgerichtete Drehachsen (18 bzw. 19) miteinander fluchten.

3. Werkstückaufnahme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehtische (16, 17) als das Werkstück (3) rotativ nachführbare Teilapparate ausgebildet sind.

4. Werkstückaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannköpfe (13, 14) einen außerhalb zu bearbeitender Flächenprofile die Werkstückform neutralisierenden Eingussspannblock (8) des Werkstücks (3) aufnehmende Spannbacken (12) aufweisen.

5. Werkstückaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Drehtischen (16, 17) Synchronantriebe (21 bzw. 22) zugeordnet sind.

6. Werkstückaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden die Spannköpfe (13, 14) aufweisenden Drehtische (16 bzw. 17) auf einem gemeinsamen dritten Drehtisch (23) angeordnet sind, dessen Drehachse (24) quer zu den Drehachsen (18, 19) der beiden Drehtische (16, 17) verläuft.

7. Werkstückaufnahme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drehtische (16, 17) parallel zu ihren Drehachsen (18 bzw. 19) auf dem dritten Drehtisch (23) relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind.

Zeichnung