DE3904686C1

DE3904686C1 - CNC-machine for grinding workpieces with curved surfaces, in particular turbine blades, and also for grinding and polishing decorative grooves on hollow glassware or similar workpieces

Info

Publication number: DE3904686C1
Application number: DE19893904686
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 8372 Zwiesel De Koenig
Original assignee: Individual
Current assignee: KOENIG, WILHELM, 40699 ERKRATH, DE
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1989-08-24

Abstract

The invention relates to a CNC-machine for grinding workpieces with curved surfaces, in particular turbine blades, and also for grinding and polishing decorative grooves on hollow glassware or similar workpieces. Its starting point is the decorative-grinding machine known from DE 3403720 C2 which, although suitable for decorative grinding, is not however suitable for decorative polishing, as well, through lack of sufficient rigidity and is in general not suitable for precision-grinding of curved surfaces, as is required for example in the case of turbine blades. Accordingly, the machine according to the invention is distinguished by various constructional measures which improve the rigidity, specifically the displacement of all adjusting devices for the required feed movements of the workpiece, with the exception of the drive for the rotary movement about its longitudinal axis, into the region of the grinding or polishing units, the arrangement of the positioning couplings between the workpiece carrier and the slide carrying the latter, and the bilateral clamping of the workpiece in the workpiece carrier.

Description

Die Anmeldung betrifft eine Schleif- und Poliermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The application concerns a grinding and polishing machine the preamble of claim 1.

Eine derartige Maschine ist aus der DE 34 03 720 C2 bekannt. Diese Maschine dient insbesondere zum Einschleifen von drei dimensional gekrümmt verlaufenden Dekornuten in Hohlgläsern. Diese Maschine erfüllt ihren Zweck indes nur insoweit zufrie denstellend, als es sich um das Schleifen der Dekornuten geht. Für ein maßgenaues Polieren solcher Nuten sowie allgemein für die Präzisionsbearbeitung von anderen Werkstücken, wie insbeson dere aus schwer zerspanbaren Legierungen bestehende Turbi nenschaufeln, weist diese Maschine konstruktionsbedingt hinge gen nicht die hierfür erforderliche Steifigkeit auf.Such a machine is known from DE 34 03 720 C2. This machine is used especially for grinding three Dimensionally curved decorative grooves in hollow glasses. This machine, however, only fulfills its purpose to this extent posed when it comes to grinding the decorative grooves. For a dimensionally accurate polishing of such grooves and generally for Precision machining of other workpieces, such as in particular Turbi made of hard-to-machine alloys blades, this machine has hangings due to its design do not have the required stiffness.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese bekannte Maschine konstruktiv so weiterzubilden, daß mit ihr beliebige (drei dimensional) gekrümmte Oberflächen aufweisende Werkstücke hochgenau bearbeitet werden können und zwar ohne daß dabei das Gewicht der Maschine wesentlich erhöht ist.The object of the invention is therefore this known machine constructively so that any (three workpieces with curved surfaces can be processed with high precision and without this Weight of the machine is significantly increased.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind dabei die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an gegebenen Merkmale vorgesehen. Danach führt jetzt das Schleif aggregat alle erforderlichen Vorschubbewegungen mit Ausnahme der Rotationsbewegung des Werk stücks aus und es sind bei der erfindungsgemäßen Maschine die torsionsanfälligen biegsa men Wellen vermieden, die bei der bekannten Maschine zur Über tragung von Antriebskräften für verschiedene vom Werkstückträ ger auszuführende Vorschubbewegungen eingesetzt waren. To solve this Task are in the characterizing part of claim 1 given features provided. After that, the grinding now leads aggregate all necessary feed movements with the exception of the rotational movement of the plant pieces and there are at the machine according to the invention the torsion-prone biegsa men avoided waves, which in the known machine to over Carrying of driving forces for various workpiece carriers ger feed movements are used were.

Ferner wird durch die gegenüber dem Stand der Technik andere Anordnung der Positionierkupplungen ein günstigerer, weil Bie gemomente vermeidender Kraftfluß zwischen dem Werkstückträger und den Schleifaggregaten erreicht, wobei außerdem die Kupp lungen zusätzlich durch den Schleifdruck ineinander gepreßt werden. Und schließlich führt auch die zweiseitige Aufnahme der Werkstücke in den Werkstückträgern zu einer höheren Stei figkeit des gesamten Systems, als sie durch die im bekannten Fall gegebene einseitige Einspannung der Werkstücke möglich ist.Furthermore, the other compared to the prior art Arrangement of the positioning couplings a cheaper because Bie torque-avoiding flow of force between the workpiece carrier and reached the grinding units, the coupling lungs additionally pressed together by the grinding pressure will. And finally, the two-sided recording also leads of the workpieces in the workpiece carriers to a higher pitch ability of the entire system than that known in the Possible one-sided clamping of the workpieces possible is.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Patentan spruchs 1 sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben.Advantageous further developments of the subject matter of the patent Say 1 are described in the subclaims 2 to 4.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described below the drawing. In this shows

Fig. 1 eine schematische Grundrißdarstellung einer erfin dungsgemäßen Maschine mit vier Schleif- oder Polier aggregaten, Fig. 1 a aggregates a schematic OF INVENTION Grundrißdarstellung to the invention with four grinding or polishing machine,

Fig. 2 die Vorderansicht einer Bearbeitungsstation der Ma schine aus Fig. 1, Fig. 2 is a front view of a processing station of the ma chine in FIG. 1,

Fig. 3 den Schnitt A-B aus Fig. 2 und Fig. 3 shows the section AB from Fig. 2 and

Fig. 4 den vergrößert dargestellten Schnitt C-D aus Fig. 3. FIG. 4 shows the section CD from FIG. 3 shown enlarged.

Die in Fig. 1 dargestellte Maschine besteht aus vier, in einer Reihe nebeneinander angeordneten, Bearbeitungsstationen bil denden Schleif- oder Polieraggregaten 1.1 bis 1.4, zu denen die Werkstücke W samt sie aufnehmende Werkstückträger 5 mittels einer nicht dargestellten Fördereinrichtung taktweise bewegbar sind. Am Anfang und am Ende der Maschine sind außerdem je eine Be- und Entladestation 2.1 und 2.2 vorgesehen. The machine shown in Fig. 1 consists of four, in a row side by side, processing stations bil dnd grinding or polishing units 1.1 to 1.4 , to which the workpieces W together with the receiving workpiece holder 5 are cyclically movable by means of a conveyor device, not shown. A loading and unloading station 2.1 and 2.2 are also provided at the beginning and at the end of the machine.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine einzelne Bearbeitungsstation, be stehend aus einem Schleif- oder Polierkopf 3 und einer da vor angeordneten Aufnahme 4 für einen Werkstückträger 5. Figs. 2 and 3 show a single processing station, be standing out a grinding or polishing head 3 and as before arranged receptacle 4 for a workpiece carrier 5.

Jedes Schleif- oder Polieraggregat 1.1 bis 1.4 weist einen Ständer 6 auf, an dem ein vertikal, d. h. in Y-Richtung beweg licher Schlitten 7 geführt ist, der seinerseits ein Gehäuse 8 mit einer darin gelagerten Arbeitsspindel 9 trägt, auf welcher eine entsprechende Schleif- oder Polierscheibe 10 sitzt. Das Ge häuse 8 ist dabei am Schlitten 7 um eine in Richtung der Y-Achse verlaufende Achse schwenkbar gelagert, wobei der Schwenkantrieb mittels einer ersten Verstelleinrichtung er folgt. Eine zweite, den Schlitten 7 umfassende Verstellein richtung bewirkt das Verfahren des Werkzeugs 10 in Y-Richtung.Each grinding or polishing unit 1.1 to 1.4 has a stand 6 on which a vertically, ie movable in the Y- direction, slide 7 is guided, which in turn carries a housing 8 with a working spindle 9 mounted therein, on which a corresponding grinding or polishing disc 10 sits. The Ge housing 8 is pivotally mounted on the carriage 7 about an axis extending in the direction of the Y axis, the swivel drive being followed by a first adjustment device. A second, the carriage 7 comprehensive Verstellein direction causes the movement of the tool 10 in the Y direction.

Die Aufnahme 4 für den Werkstückträger 5 besteht aus einem ortsfesten mit dem Ständer 6 verbundenen Unterteil 11, einem um eine in Z-Richtung verlaufende Achse 12 schwenkbaren Schlittenbett 13 und einem in diesem geradlinig in der X-Y-Ebene verschiebbar geführten Schlitten 14. Auf dem Schlit ten 14 ist seinerseits der Werkstückträger 5 aufgesetzt, wobei dieser mittels zweier an beiden Enden des Werkstückträgers 5 angeordneter und jeweils aus einem Zapfen und einer dement sprechenden Bohrung bestehenden Positionierkupplung 15 auf dem Schlitten 14 ausgerichtet ist, vgl. Fig. 4. Die beiden Teile jeder Positionierkupplung 15 greifen dabei zunächst schon aufgrund des Eigengewichtes der Werkstückträger 5 ineinander und werden im Betrieb dann auch noch zusätzlich durch den auftretenden Bearbeitungsdruck zusammengepreßt.The receptacle 4 for the workpiece carrier 5 consists of a fixed lower part 11 connected to the stand 6 , a slide bed 13 which can be pivoted about an axis 12 running in the Z direction and a slide 14 which is guided in a straight line in the XY plane. On the Schlit th 14 , in turn, the workpiece carrier 5 is placed, this being aligned by means of two at both ends of the workpiece carrier 5 and each consisting of a pin and a correspondingly speaking bore positioning coupling 15 on the carriage 14 , cf. Fig. 4. The two parts of each positioning coupling 15 initially interlock due to the weight of the workpiece carrier 5 and are then additionally compressed during operation by the machining pressure that occurs.

Das Werkstück W ist im Werkstückträger 5 an seinen beiden En den mit je einem Futter 16 oder dergleichen aufgenommen und über eine dritte, mit jedem Futter 16 verbundene Verstellein richtung um eine zur Führung des Schlittens 14 parallele Achse drehbar. Diese Verstelleinrichtung sitzt dabei im Schlitten 14 und umfaßt lösbare Kupplungen 17 zwischen dem Werkstückträger 5 und dem Schlitten 14.The workpiece W is received in the work piece carrier 5 at both the En each with a chuck 16 or the like and via a third, associated with each chuck 16 Verstellein direction about an axis parallel to the guide axis of the carriage 14 to rotate. This adjustment device sits in the slide 14 and comprises detachable couplings 17 between the workpiece carrier 5 and the slide 14 .

Je eine vierte Verstelleinrichtung im Schlitten 14 mit An triebsmotor 18 und fünfte Verstelleinrichtung (Schlittenbett 13 mit zugehörigem Antriebsmotor), die ebenfalls schleifaggre gatseitig angeordnet sind, dienen zum Verfahren in Richtung der Drehachse des Werkstücks W und Schwenken des Werkstückträ gers 5 mit Werkstück W.A fourth adjusting device in the carriage 14 with a drive motor 18 and a fifth adjusting device (carriage bed 13 with associated drive motor), which are also arranged on the gates side, serve for moving in the direction of the axis of rotation of the workpiece W and pivoting of the workpiece carrier 5 with workpiece W.

Fig. 4 zeigt ferner die Lagerung der Arbeitsspindel 9 mit der an ihr befestigten Schleif- oder Polierscheibe 10. Die Lage rung der Arbeitsspindel 9 besteht aus hydrodynamisch ge schmierten Gleitlagern 19. Mit diesen läßt sich eine sehr kleine Lagerabmessung erreichen, was die Verwendung von für das Schleifen oder Polieren von konkaven Oberflächen mit kleinen Krümmungsradien erforderlichen Werkzeugen mit entspre chend geringen Durchmessern ermöglicht. Die Lager 19 können dabei mit dem bei der Bearbeitung verwendeten Kühlmittel ge schmiert werden, wobei dann das Kühlmittel zuerst durch die Lager 19 gepumpt und danach zur Eingriffsstelle zwischen dem Werkzeug 10 und dem Werkstück W geleitet wird. FIG. 4 also shows the mounting of the work spindle 9 with the grinding or polishing disc 10 attached to it. The position tion of the work spindle 9 consists of hydrodynamically lubricated slide bearings 19th With these, a very small bearing dimension can be achieved, which allows the use of tools required for grinding or polishing concave surfaces with small radii of curvature with correspondingly small diameters. The bearings 19 can be lubricated with the coolant used in machining, the coolant then being pumped through the bearings 19 and then passed to the point of engagement between the tool 10 and the workpiece W.

Darüber hinaus ist das Werkzeug 10 von einer Schutzhaube 20 umgeben, in der eine nicht weiter dargestellte Düse für die bedarfsweise Zufuhr von weiterem Kühlmittel angeordnet sein kann.In addition, the tool 10 is surrounded by a protective hood 20 , in which a nozzle, not shown, can be arranged for the supply of additional coolant as required.

Claims

1. CNC machine for grinding workpieces with curved surfaces, in particular turbine blades, as well as for grinding and polishing decorative grooves on hollow glasses or similar workpieces, with several stationary grinding or polishing units, with at least one workpiece carrier, which is cycled to by means of a conveyor individual grinding or polishing units can be moved, with adjusting devices controlled by separate drive units arranged on the grinding unit side, of which a first adjusting device provided on each grinding or polishing unit for pivoting the grinding or polishing disc by an angle to the axis of rotation of the grinding or polishing disk extending first spatial axis (Y axis), a second adjusting device for moving the grinding or polishing disk in the direction of the first spatial axis, a third adjusting device on the workpiece carrier, which can be connected to its associated drive motor via a releasable coupling r for rotating the workpiece about a second spatial axis formed by the workpiece axis, which can be pivoted about a third spatial axis running in the Z direction and intersecting the first spatial axis, a fourth adjusting device for pivoting the workpiece about the third spatial axis and a fifth adjusting device driving a slide to achieve a relative movement between the workpiece and the grinding or polishing disc in the direction of the second spatial axis, as well as with two positioning couplings for determining the position of the workpiece carrier in relation to the grinding or polishing units, characterized in that the fourth and fifth adjusting device on the grinding unit side are arranged that the positioning couplings ( 15 ) on both sides of the workpiece carrier ( 5 ) are arranged essentially horizontally between the latter and the slide ( 14 ) and that the workpieces (W) are received and held in at least two places in the workpiece carrier ( 5 ).

2. Machine according to claim 1, characterized in that the adjusting device for rotating the workpiece (W ) drives each of the two workpiece holders ( 16 ) of a workpiece carrier ( 5 ).

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that it has hydrodynamically mounted working spindles ( 9 ), in which a coolant usable for tool cooling is first pumped to generate the hydrodynamic bearing pressure through the bearing of the working spindles ( 9 ) and from there from ge to the point of engagement between the grinding or polishing disc ( 10 ) and the workpiece (W) .

4. Machine according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the grinding or polishing disc ( 10 ) is surrounded by a protective hood ( 20 ) which contains a nozzle for a separate coolant supply.