[发明专利]用于加工涡轮叶片形状的、长形的非旋转对称的工件的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及如权利要求1和权利要求8的前序部分中所述的一种方法和一种装置，用于在采用支撑工件的跟刀架的情况下加工涡轮叶片形状的、长形的非旋转对称的工件。

背景技术

在对长形的工件进行机械加工时，通常将这些工件在其两端加以夹住。通过合适的旋转轴线，借助围绕纵轴线的如此可能的旋转，便可对工件的所有纵边进行加工，而不须更改夹序。为了某些工件的几何构形，例如涡轮叶片的铣削加工，这种夹紧是必要的，这是因为工件的纵边的整个圆周面都必须连续地进行加工。对于其它加工件而言，只在一次夹紧中便可完成加工（与在一个纵边上的夹紧不同）。这样可节省时间并确保精密度，因为可以避免多次夹紧之间发生的误差。

对这种长的和相当脆性的部件，如涡轮叶片，通常有这样一个问题：这种工件的刚性很小，远小于所用机床的刚性。一方面，这些部件由于重力和加工力之故而屈服，这就会导致工件的几何偏差；另一方面，为了实现机械加工中的稳定切削，需要高的刚性。众所周知的是，为了旋转加工，利用跟刀架支撑旋转对称的工件。这样便可大大减小工件的屈服性。

例如在US 4,177,701A和DE 10 2007 029 492B3中介绍了用于旋转对称的工件的旋转加工的这种跟刀架，该跟刀架具有两个可以彼此对向回转的卡颚，以用于夹持旋转对称的工件。跟刀架在其内径上具有滚动轴承，通过这些滚动轴承使工件可旋转地被支承和被支撑。为了对长形的、具有三维自由形面的工件的加工，例如涡轮叶片上出现的情况那样，上述跟刀架是不适用的。

在DE 360222A中介绍了用于长形的涡轮叶片加工的一种机床，在该机床上的工件一端被夹紧，工件的中部由一个跟刀架的一个旋转部分保持着。跟刀架和旋转轴都是可以竖直移动地安装的。在此跟刀架可以不朝向工件定向，而是固定在竖直轴线上。跟刀架的竖直调整是通过一个丝杠来实现的。通过一个自动控制装置，工件可以锁定在跟刀架上和可以释放。跟刀架的旋转部分配有用于保持工件的滑动指，这些滑动指可以有弹性地对着工件移动，并可利用一个装置锁住。在此，为了同时加工5个工件，配置了五个顺序跟刀架，这些跟刀架在一个后立柱上可以利用一个滑座竖直地在一个下固定托架和一个上托架之间进行调整以夹紧工件的端侧。五个涡轮叶片横向地通过跟刀架加以嵌置（这些跟刀架已事先去联锁，并被置于其行程的一端）并且被夹紧在两个托架之间。被嵌置在旋转轴上的铣削头开始在涡轮叶片的上端进行加工，滑座连带跟刀架也被置于合适的高度，这样这些跟刀架可保持在刀具的工作区近旁，而工件则可利用4个定位指夹紧在跟刀架上。在安置在旋转轴上的铣削头夹住工件上端并执行一个下降的进刀运动时，加工即开始。跟刀架的旋转部分通过涡轮叶片而被带入旋转中，因此不存在跟刀架的单独的旋转驱动装置。在一定的时段内，这些跟刀架停留在同一平面中，而承载着这些跟刀架的滑座也被锁止在这个平面上。为了避免下述现象，即铣削头下降之后太远离跟刀架的区域，使跟刀架下降一个预定的距离。为此，执行：停止加工和停止涡轮叶片的旋转运动；跟刀架的去联锁；承载着跟刀架的滑座的释放，其下降一个距离，重新锁止；跟刀架再夹紧在工件上；再恢复加工和涡轮叶片的旋转运动。这样就不可能实现工件的连续的和从而有效的加工。此外，支撑工件所用的整个装置也是很复杂的一种结构。