铣削装置以及用于在槽内部执行铣削加工的方法与流程

本发明涉及一种具有围绕刀具旋转轴线转动的铣削刀具的铣削装置。此外，本发明涉及一种用于在槽内部、尤其在流体机械的叶片根部容纳槽的内部利用这种铣削装置执行铣削加工的方法。

背景技术：

在涡轮机运行期间，涡轮机转子叶片和在转子上构成的叶片根部容纳槽经受非常高的机械负荷还有化学负荷，其中涡轮机转子叶片保持在所述叶片根部容纳槽中。此外，由此在叶片根部容纳槽内部引起裂纹形成，所述裂纹形成会强烈地降低涡轮机转子的使用寿命。在维护和修理工作期间，相应地记录裂纹的发现，紧接着以计算的方式确定转子的剩余的使用寿命。如果这无法胜任，那么必须采取适当的对策。这些对策能够在于：磨去所确定的裂纹。但是，作为替选方案或者除此之外，也能够进行对通过叶片容纳槽所限定的转子爪的修理。对此能够移除各个磨损的转子爪并且通过新焊接上相应的替代转子爪来替代。必要时也可以进行转子和/或叶片容纳槽几何形状的改型。

在记录裂纹发现时，找到裂纹并且确定其裂纹深度，因为裂纹深度对接下来计算转子的使用寿命和裂纹生长具有主要影响。为了检测所存在的裂纹，通常使用无损坏的方法，例如磁粉探伤或者涡流探伤(et法)。为了确定裂纹深度，利用铣刀机械地加工裂纹，直至到达裂纹底部。为了该目的，总是交替地去除材料并且随后在使用无损探伤法的情况下确定：是否已经到达裂纹的底部。在此，也能够使用磁粉法或者涡流法。

然而在这种处理方式中主要缺点在于：铣削加工手动地执行。相应地，在铣削加工时不产生所限定的和/或在轴向上恒定的加工轮廓，这使得执行可靠的关于剩余的使用寿命和/或可预期的裂纹生长的计算变难。

技术实现要素：

从该现有技术出发，本发明的目的在于：提供一种开始提到类型的铣削装置以及一种用于利用这种铣削装置在构件的槽内部执行铣削加工的方法，所述铣削装置和所述方法实现了可靠地计算剩余的使用寿命和/或可预期的裂纹生长。

为了实现该目的，本发明实现了一种开始提出类型的铣削装置，所述铣削装置的特征在于，该铣削装置具有滑动体，并且铣削刀具保持在横向于、尤其垂直于刀具旋转轴线并且延伸穿过滑动体的枢转轴上，其中滑动体构成为并且铣削刀具的定位选择为，使得在铣削加工期间通过手动地移动滑动体进行进刀运动(vorschubbewegung)，并且通过铣削刀具围绕枢转轴的枢转进行进给。如果滑动体的形状模板式地(schablonenartig)例如匹配于待加工的槽的形状，那么滑动体实现了铣削刀具沿着槽的延伸方向的精确的引导，由此在铣削加工期间实现了铣削刀具的所限定的运动。由于滑动体，也能够在槽的内部在难以接近的位置处执行铣削加工。在此，能够经由铣削刀具的枢转位置设置所限定的进给。由此，根据本发明的铣削装置整体上在确定裂纹深度期间或者在磨去裂纹期间实现了所限定的并且在轴向上恒定的加工轮廓的产生，仅列举一些可行的应用实例。在加工裂纹之后，由于所限定的加工轮廓，也能够执行具有可靠的结果的进一步的计算，如尤其用于确定构件的剩余的使用寿命或者可预期的裂纹生长的计算。

根据本发明的一个设计方案，滑动体由塑料制造。塑料首先具有如下优点：该塑料对于制造滑动体而言可简单地加工。滑动体也可利用快速成型法容易地制造。特别地，使用具有良好的滑动特性的塑料，以便以这种方式对手动地使滑动体沿着构件移动进行简化。

优选地，滑动体长形地构成并且沿着其纵向延伸部具有基本上恒定的横截面。以这种方式实现可简单并且低成本地待制造的滑动体。

有利的是，滑动体具有凸部，所述凸部沿着滑动体的纵向延伸部延伸并且垂直于纵向延伸部突出。在滑动体沿着构件运动期间，这种凸部用作为引导部。

根据本发明的一个设计方案，设有分布式地设置在滑动体上的多个弹簧压力件，所述弹簧压力件从滑动体向外突出并且可克服弹簧力朝向滑动体运动。由于这种弹簧压力件，能够将存在于构件轮廓和滑动体轮廓之间的间隙最小化。

有利的是，在滑动体上设置有手柄，尤其在滑动体的上部区域处设置有手柄。借助于这种手柄，简化了手动地移动滑动体以实现进刀运动。

根据本发明的一个设计方案，设有调节装置，所述调节装置构成为，使得可以设置铣削刀具的不同的枢转位置。相应地，可实现铣削刀具的不同的进给。

优选地，调节装置具有可与枢转轴固定连接的并且从枢转轴向外突出的止挡件，所述止挡部件的枢转位置通过调节机构限界，尤其通过调节螺丝限界，其中止挡件优选可拆卸地与枢转轴连接，尤其经由至少一个固定螺丝与枢转轴连接。通过操作调节机构，可设置可预期的枢转位置，在所述枢转位置中止挡件与调节机构接合。止挡件和枢转轴的可拆卸的连接具有如下优点：调节装置可被调节或归零。

有利的是，调节装置具有复位弹簧，所述复位弹簧经由杠杆臂与枢转轴连接，使得复位弹簧的弹簧力朝向所设定的枢转位置作用。由于这种复位弹簧，实现铣削刀具被弹簧加载。

优选地，在滑动体上设有压力机构，使得该压力机构能够可选地转换到如下位置中，在所述位置中通过复位弹簧引起的弹簧加载失效，其中压力机构尤其设置为螺丝形式。也就是说，由于这种压力机构，能够可选地撤除由复位弹簧引起的弹簧加载。

根据本发明的一个设计方案，设有显示装置，所述显示装置构成为，使得所述显示装置显示铣削刀具的所设置的枢转位置。相应地，铣削刀具的进给可由使用者以简单的方式方法操作。

有利的是，显示装置包括指针和标尺，所述指针可与枢转轴固定地连接，并且所述指针指向所述标尺。

特别地，止挡件和指针一件式地构成，由此实现了简单的构造。

为了实现一开始提到的目的，本发明此外实现了一种利用根据上述权利要求中任一项所述的铣削装置在槽内部、尤其在流体机械的叶片根部容纳槽内部执行铣削加工的方法，其中滑动体的形状至少部分地匹配于待加工的槽的形状，并且滑动体插入到槽中，并且在铣削加工期间手动地使滑动体移动穿过槽。

附图说明

本发明的其它特征和优点根据接下来对根据本发明的一个实施方式的铣削装置的描述参考附图进行说明。其中：

图1示出根据本发明的一个实施方式的铣削装置的示意图，所述铣削装置的滑动体插入到待加工的构件的槽中；

图2示出在图1中示出的铣削装置的侧视图，其中取下了中部的覆盖件；

图3示出类似于图2的视图，其中覆盖件是安装好的；

图4示出在图1中示出的铣削装置的从第一侧观察的立体俯视图，以及

图5示出在图1中示出的铣削装置的从第二侧观察的立体俯视图。

具体实施方式

附图示出根据本发明的一个实施方式的铣削装置1，所述铣削装置设计用于在流体机械的在图1中仅部分示出的转子3的叶片根部容纳槽2的内部执行铣削加工，其中对限定叶片容纳槽2的转子爪(rotorklaue)4的侧壁进行切削加工。转子3的叶片根部容纳槽2相同地构成并且当前具有沿着其纵向延伸部恒定的、圣诞树状成形的横截面。

铣削装置1包括围绕刀具旋转轴线5转动的铣削刀具6和滑动体7作为主部件，所述铣削刀具当前通过指形铣刀形成，铣削刀具6保持在所述滑动体上。

滑动体7长形地构成，并且沿着其纵向延伸部具有基本上恒定的横截面，所述横截面匹配于叶片根部容纳槽2的圣诞树状的横截面。相应地，滑动体7能够引入到叶片根部容纳槽2中并且带有微小间隙地移动穿过该叶片根部容纳槽，其中滑动体7的凸部8接合到容纳槽的相应的凹部9中，所述凸部沿着滑动体7的纵向延伸部延伸并且垂直于纵向延伸部突出。为了补偿存在于彼此相对置的转子爪4和滑动体7之间的间隙，在滑动体7的侧壁10上分布地设置有弹簧压力件11，所述弹簧压力件的半球状地构成的自由端从滑动体7向外突出并且可克服弹簧力朝向滑动体7运动。在滑动体的下部区域中，垂直于滑动体7的纵向延伸部设有呈贯通槽形式的凹陷部12。在该凹陷部的内部，铣削刀具6围绕垂直于刀具旋转轴线5延伸的枢转轴13可枢转地保持，使得铣削刀具6能够在所述铣削刀具完全容纳在凹陷部12中的位置和所述铣削刀具的尖端以预定程度从滑动体7处向外突出的位置之间运动，其中所述铣削刀具的尖端以预定程度从滑动体处向外突出的位置例如在图1中所示。限定枢转轴13并且在其自由下端部处容纳铣削刀具6的壳体14形状配合地容纳在容纳空间15中并且延伸直至滑动体7的上侧，其中所述容纳空间构造在滑动体7的内部中，并且所述容纳空间经由借助于螺丝16可拆卸地固定的遮盖元件17是可接近的，在所述滑动体的上侧处，所述壳体可拆卸地与调节装置18连接，所述调节装置实现了手动地调节铣削刀具6的不同的枢转位置。调节装置18包括显示装置，所述显示装置具有设置在滑动体7的上侧上的指针19和设置在滑动体7的上侧上的标尺，所述指针可与壳体14并且由此与枢转轴13固定地连接。止挡件21与指针19一件式地构成，所述止挡件横向于枢转轴13从指针19向外朝向滑动体7的侧壁10中的一个突出。贯通的螺纹孔22朝向壳体14延伸穿过止挡件21，在所述螺纹孔中容纳有固定螺丝23，经由所述固定螺丝实现指针19和壳体14之间的可拆卸的连接。在铣削刀具6围绕其枢转轴13进行枢转运动的情况下，止挡件21的枢转位置通过调节机构限界，所述调节机构当前通过调节螺丝24形成，所述调节螺丝容纳在延伸穿过滑动体7的向外突出的凸肩的螺纹孔26中。在指针19的与止挡件21反置地向外突出的凸部27处，固定有复位弹簧28的自由端，所述复位弹簧的另一自由端保持在滑动体7上。复位弹簧28的位置和其固定选择为，使得复位弹簧经由杠杆臂29对枢转轴5起作用，使得复位弹簧28的弹簧力朝向所设置的枢转位置作用并且将止挡件21压向调节螺丝24。相对于凸肩25，滑动体7上的另一向外突出的凸肩30构成为，使得止挡件21定位在这两个凸肩25和30之间。螺纹孔31延伸穿过凸肩30，在所述螺纹孔中容纳有呈压力螺丝32形式的压力机构，使得所述压力螺丝32能够与止挡件21接触。在滑动体7的上部区域中设有手柄33，所述手柄能够由使用者用手来抓取，以便移动滑动体7。在滑动体7的端侧上构成有吸嘴34，所述吸嘴能够连接到未详细示出的抽吸设备上，其中吸嘴34经由同样未详细示出的空气通道与凹陷部12连接。

为了切削加工转子爪4，滑动体7在第一步骤中手动地插入到相应的叶片根部容纳槽2中并且轻微地推入到叶片根部容纳槽2中。在此，弹簧压力件11与相邻的转子爪4的彼此相对置的侧壁接触并且克服弹簧压力件的弹簧力向内挤压，由此补偿存在于转子爪4和滑动体7之间的间隙。紧接着将抽吸装置连接到吸嘴34上并且随后接通抽吸装置，由此在凹陷部12的区域中产生低压。在另一步骤中，调节铣削刀具6的进给，其方式是：操作调节螺丝24并且使铣削刀具围绕其枢转轴13枢转为，使得所述铣削刀具从凹陷部12中向外突出。进给的可预期的程度能够根据指向标尺20的指针19来读取。此时，铣削刀具6围绕其刀具旋转轴线5转动，并且通过如下方式实现铣削刀具6的进刀运动：手动地使滑动体7移动穿过叶片根部容纳槽2。以这种方式沿着转子爪4产生被铣削的槽，其中所出现的切屑被抽吸掉。复位弹簧28在铣削加工期间弹性地作用于铣削刀具6。对于不期望这种弹簧加载的情况而言，能够使弹簧加载失效，其方式是：压力螺丝32与止挡件21接合。经由固定螺丝23可对调节装置18进行调节。

在使用铣削装置1的条件下，尤其能够加工存在于转子爪4上的裂纹，例如用于确定裂纹深度或者用于铣削掉裂纹。

虽然本发明在细节中通过优选的实施例详细说明和描述，但是本发明不受限于所公开的实例并且本领域技术人员能够由此推导出其它变型形式，而不脱离本发明的保护范围。特别地，铣削刀具6的根据在上文中所描述的实施方式手动进行的调节，也能够以电的方式控制和/或调节。此外，铣削刀具的当前的位置或进给和/或其它数据经由当前未详细示出的电子显示装置显示，例如最大的进给、加工结束等。